UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FISICAS CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA RED WiMAX PARA GAD DE SALITRE EN BENEFICIO DE RESIDENTES Y TURISTAS DE LA PARROQUIA BOCANA

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa a la obtención del Título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autores: Lozano Suárez Jesua Jerameel Ordóñez Conforme Emilio José

Tutor: Ing. Christian Omar Picón Farah M. Sc.

GUAYAQUIL – ECUADOR 2020

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

TÍTULO: ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA RED WIMAX PARA GAD DE SALITRE EN BENEFICIO DE RESIDENTES Y TURISTAS DE LA PARROQUIA BOCANA AUTORES: TUTOR: Ing. Christian Omar Picón Farah M. Sc. Lozano Suarez Jesua Jerameel Ordoñez Conforme Emilio José REVISORES: Ing. Ronald Barriga M. Sc.

INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD ESTATAL DE FACULTAD: CIENCIAS MATEMATICAS Y FÍSICAS GUAYAQUIL CARRERA: INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGS: 110

TÍTULO OBTENIDO: INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

ÁREAS TEMÁTICAS: CIENCIAS BÁSICAS, BIOCONOCIMIENTO Y DESARROLLO INDUSTRIAL

PALABRAS CLAVE: Redes, tecnología, telecomunicaciones, internet, servicio

RESUMEN: El objetivo de esta tesis es el analizar y diseñar una red metropolitana con tecnología WiMAX en beneficio del sector Bocana ubicado en el cantón de Salitre, utilizando el método de investigación en campo, para que todos los pobladores de la zona tengan a su disposición este beneficio y aprendizaje de nuevas tecnologías el cual podrán disfrutar los pobladores del sector. Dada la necesidad de varios grupos poblacionales de las principales ciudades que se encuentran en nuestro país, se logra corroborar la importante necesidad en cuanto a accesibilidad de nuevas tecnologías de aprendizaje y conocimiento, para poder permitirse un buen estado de educación y comprensión para la población residente de este sector que no consiguen beneficiarse debido a su alejada cobertura de la zona.

No. DE REGISTRO (en base de datos): No. DE CLASIFICACIÓN:

DIRECCIÓN URL (tesis en la web): x SI NO ADJUNTO PDF: X

Nombres: Lozano Suarez Jesua Jerameel Ordoñez Conforme Emilio José CONTACTO CON AUTORES: Teléfonos: E-mail: 0978903650 [email protected] 0968175353 [email protected] Nombre: Secretaría de la Facultad CONTACTO EN LA INSTITUCIÓN: Teléfono: (03)2848487 Ext. 123 E-mail: [email protected]

II

APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA RED WIMAX PARA GAD DE SALITRE EN BENEFICIO DE RESIDENTES Y TURISTAS DE LA PARROQUIA BOCANA” elaborado por el Sr. Jesuá Jerameel Lozano Suárez y el Sr. Emilio José Ordoñez Conforme, Alumnos no titulados de la Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus partes.

Atentamente

Ing. Christian Omar Picón Farah M. Sc.

TUTOR

III

DEDICATORIA

Dedico éste proyecto a mi Dios por haberme dado fuerzas y el valor de llegar hasta el punto de inicio de mi vida profesional, a mi madre Narcisa de Jesús Suarez Vera que siempre tuvo Fé en mí y siempre vio lo mejor de mí, a mi padre Elías Efraín Lozano Goya que siempre me apoyo cuando más lo necesitaba y siempre estaba para velar por mí, a mi hermano Eliú Israel Lozano Suárez que siempre me cuidó y me daba palabras de aliento, a mis hermanas Nathaly Suárez y Devora Suárez, a mis abuelos maternos Luis Teodoro Suarez Chang y Norma Lucila Vera, a mis abuelos paternos María Goya y Eliseo Lozano, a mis mejores amigos, Emilio Ordoñez, José Luis Arias, Juan Larrea, Gary Chávez, Marco Aguirre y Joselyn Quimis.

JESUÁ JERAMEEL LOZANO SUÁREZ

Dedico esta tesis a mi esposa, mis padres, mis suegros, mi hermano y mi padrino que, con su ayuda incondicional durante todo este proceso, he logrado salir adelante cada día y no rendirme para conseguir este título tan anhelado por años; al igual que dedico este documento como muestra del éxito ante el resto de mis familiares y amigos cercanos.

EMILIO JOSÉ ORDÓÑEZ CONFORME

IV

AGRADECIMIENTOS

Primero gracias a Dios que, por su bondad y misericordia, me permite disfrutar todos mis logros con mi familia resultado de su ayuda, aprendiendo de los errores que cometí y que forjaron lo que soy en el presente, agradezco a mi amigo Emilio Ordoñez Conforme por acompañarme en éste proceso y transmitirme todo su conocimiento para alcanzar lo que una vez nos propusimos desde el inicio de nuestra carrera, a mi familia, amigos, compañeros, gracias por estar presente en mi vida y siempre ofrecerme lo mejor y viendo lo mejor para mí. Les agradezco, y hago presente mi gran afecto a todas aquellas personas que estuvieron para mí y me dieron unas palabras de aliento.

JESUÁ JERAMEEL LOZANO SUÁREZ

Agradezco a Dios y personalmente al apoyo incondicional durante toda la carrera universitaria a mi amigo Jesua Lozano, con quien nos propusimos alcanzar el éxito desde que nos conocimos, de igual manera agradezco a mi esposa, padres, suegros, hermano y padrino por tener la paciencia y ofrecerme su ayuda ante cualquier situación que ha sucedido durante toda esta etapa.

EMILIO JOSÉ ORDÓÑEZ CONFORME

V

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ing. Fausto Cabrera Montes, M.Sc. Ing. Abel Alarcón Salvatierra, Mgs DECANO DE LA FACULTAD DIRECTOR DE LA CARRERA DE CIENCIAS MATEMATICAS Y INGENIERÍA EN NETWORKING Y FISICAS TELECOMUNICACIONES

Ing. Ronald Barriga Díaz, M. Sc Ing. Renzo Padilla Gómez PROFESOR REVISOR PROFESOR ÁREA TRIBUNAL TRIBUNAL

Ing. Christian Omar Picón Farah M. Sc. PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ab. Juan Chávez Atocha, Esp. SECRETARIO (E) FACULTAD

VI

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de este Proyecto de Titulación, nos corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”

JESUÁ JERAMEEL LOZANO SUAREZ

EMILIO JOSE ORDOÑEZ CONFORME

VII

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FISICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

“ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA RED WiMAX PARA GAD DE SALITRE EN BENEFICIO DE RESIDENTES Y TURISTAS DE LA PARROQUIA BOCANA”

Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el título de INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autores:

Lozano Suárez Jesua Jerameel

C.I.0930623871

Ordóñez Conforme Emilio José

C.I.0952867208

Tutor:

Ing. Christian Omar Picón Farah M. Sc

Guayaquil, Octubre del 2020

VIII

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por los estudiantes JESUÁ JERAMEEL LOZANO SUAREZ y EMILIO JOSE ORDOÑEZ CONFORME, como requisito previo para optar por el título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones cuyo problema es:

“ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA RED WiMAX PARA GAD DE SALITRE EN BENEFICIO DE RESIDENTES Y TURISTAS DE LA PARROQUIA BOCANA”

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

Lozano Suárez Jesuá Jerameel C.I.: 0930623871 Apellidos y Nombres Completos Cédula de ciudadanía Nº

Ordoñez Conforme Emilio José C.I.:0952867208 Apellidos y Nombres Completos Cédula de ciudadanía Nº

Tutor: Ing. Christian Omar Picón Farah M. Sc

Guayaquil, Octubre del 2020

IX

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital

1. Identificación del Proyecto de Titulación

Nombre de Alumnos: Jesuá Jerameel Lozano Suárez Emilio José Ordoñez Conforme

Direcciones: Cdla. 9 de Octubre Calle 9na 713 callejón H Coop. Abdala Bucaram Mz. 1499 Villa 10 Teléfonos: E-mail: 0978903650 [email protected] 0968175353 [email protected]

Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Proyecto de titulación al que opta: Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones Profesor tutor: Ing. Christian Omar Picón Farah M. Sc

Título del Proyecto de titulación: “ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA RED WiMAX PARA GAD DE SALITRE EN BENEFICIO DE RESIDENTES Y TURISTAS DE LA PARROQUIA BOCANA”

Tema del Proyecto de Titulación: Análisis, Diseño e Gestión Documentada

X

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de Titulación

A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de este Proyecto de titulación.

Publicación electrónica:

Inmediata X Después de 1 año

Firma de Alumno:

Jesuá Jerameel Lozano Suárez C.I:0930623871

Emilio José Ordoñez Conforme C.I: 0952867208

3. Forma de envío: El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como archivo .Doc. O .RTF y. Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.

DVDROM X CDROM

XI

INDICE GENERAL

APROBACIÓN DEL TUTOR ...... III DEDICATORIA ...... IV AGRADECIMIENTOS ...... V INDICE GENERAL ...... XII ABREVIATURAS ...... XIV ÍNDICE DE CUADROS ...... XV ÍNDICE DE GRÁFICOS ...... XVI RESUMEN ...... XVIII ABSTRACT ...... XX INTRODUCCIÓN ...... 1 CAPITULO I ...... 3 EL PROBLEMA ...... 3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA...... 3 Ubicación del problema en un contexto ...... 3 Situación Conflicto Nudos Críticos ...... 4 Causa del problema y consecuencia del Problema ...... 4 Delimitación del problema ...... 5 Formulación del Problema ...... 5 Evaluación del problema ...... 5 OBJETIVOS ...... 6 OBJETIVO GENERAL ...... 6 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...... 6 ALCANCES DEL PROBLEMA ...... 6 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ...... 7 METODOLOGÍA DEL PROYECTO ...... 7 CAPITULO II ...... 10 MARCO TEÓRICO ...... 10 ANTECEDENTES DEL ESTUDIO ...... 10 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ...... 13 Redes Inalámbricas ...... 13 Fundamentos de Redes Inalámbricas ...... 14 Tipos de Redes Inalámbricas ...... 15 Redes Inalámbricas WMAN ...... 16 Estándar 802.16 (WiMAX) ...... 17 Beneficios del estándar WiMAX ...... 19 Sistema de Distribución Local Multipunto ...... 20 Espectro Radioeléctrico ...... 21

XII

Elementos de Redes Inalámbricas ...... 21 Medio Aéreo ...... 22 Dispositivos de Acceso al Medio ...... 22 Estación Base ...... 23 Zonas de Cobertura ...... 24 Seguridad en Redes Inalámbricas ...... 24 FUNDAMENTACIÓN LEGAL ...... 25 PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE ...... 27 DEFINICIONES CONCEPTUALES ...... 27 CAPÍTULO III ...... 28 PROPUESTA TECNOLÓGICA ...... 28 ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD ...... 28 FACTIBILIDAD TÉCNICA ...... 28 FACTIBILIDAD LEGAL ...... 36 FACTIBILIDAD OPERACIONAL ...... 38 FACTIBILIDAD ECONÓMICA ...... 43 ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO ...... 44 PREPARACIÓN ...... 45 PLANIFICACIÓN ...... 46 Equipos para diseño propuesto de red ...... 46 DISEÑO ...... 61 Diseño de Red Propuesta ...... 61 Simulación de Radioenlaces ...... 62 Guía de Configuración de Red Inalámbrica con UAP-AC-M-PRO ...... 68 Diseño del Portal Cautivo ...... 74 ENTREGABLES DEL PROYECTO ...... 75 CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA ...... 76 CAPÍTULO IV ...... 80 CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO O SERVICIO ...... 80 Conclusiones ...... 80 Recomendaciones...... 81 BIBLIOGRAFÍA ...... 82 ANEXOS ...... 83 ANEXO 1 ...... 83 ANEXO 2 ...... 84 ANEXO 4 ...... 85 ANEXO 5 ...... 85 ANEXO 6 ...... 86 ANEXO 7 ...... 87

XIII

ABREVIATURAS

ISP Proveedor de Servicio de Internet

BS Estación Base

WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access

WMAN Wireless Metropolitan Area Network

FCC Federal Communications Commission

U-NII Unilcensed Nacional Information Infrastructure

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

CPE Customer Premises Equipment

GSM Global System for Mobile communications

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

LMDS Local Multipoint Distribution Service

WEP Wired Equivalent Privacy

WPA Wi-Fi Protected Access

M. Sc Máster

GAD Gobierno Autónomo Descentralizado

XIV

ÍNDICE DE CUADROS

CUADRO 1. Cuadro Estadístico sobre Parroquias de Salitre ...... 10 CUADRO 2. Causas y Efectos posibles para Red de Internet Público en Salitre ...... 12 CUADRO 3. Comparativo sobre Redes Inalámbricas y Redes Alámbricas ...... 14 CUADRO 4. Versiones del Estándar WiMAX ...... 18 CUADRO 5. Diferencias entre Estándares Inalámbricas ...... 19 CUADRO 6. Principales Tecnologías Inalámbricas ...... 20 CUADRO 7. Equipos propuestos para Infraestructura de Red ...... 30 CUADRO 8. Proveedores de Servicio de Internet en Salitre ...... 31 CUADRO 9. Establecimiento de Radioenlaces ...... 35 CUADRO 10. Límites Técnicos de los Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha ...... 37 CUADRO 11. Cálculo de datos Upstream & Dowstream ...... 42 CUADRO 12. Presupuesto detallado para Red Propuesta ...... 43 CUADRO 13. Características Técnicas principales del Ubiquiti airMAX Rocket M5 ... 47 CUADRO 14. Características Técnicas principales del Ubiquiti airMAX LBE-5AC-23 47 CUADRO 15. Características Técnicas principales del Ubiquiti airMAX AM-5G19-120 ...... 48 CUADRO 16. Características Técnicas principales del Ubiquiti UniFi UAP-AC-M-PRO ...... 48 CUADRO 17. Características Técnicas principales del Ubiquiti UniFi UAP-AC-M ...... 49 CUADRO 18. Características Técnicas principales del TP-Link T1500G-10MPS ...... 49 CUADRO 19. Características Técnicas principales del TP-Link TL-SG1016DE ...... 50 CUADRO 20. Características Técnicas principales del MikroTik CCR1009-7G-1C+PC ...... 51 CUADRO 21. Resultados de Análisis en Campo ...... 52 CUADRO 22. Resumen de Radioenlace GAD_Malecón Río Vinces ...... 64 CUADRO 23. Resumen de Radioenlace GAD_La Bocana 1 ...... 65 CUADRO 24. Resumen de Radioenlace GAD_La Bocana 2 ...... 66 CUADRO 25. Resumen de Radioenlace GAD_La Fortuna ...... 67 CUADRO 26. Criterios importantes para aceptación del diseño propuesto ...... 78

XV

ÍNDICE DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1. Metodología PPDIOO ...... 8 GRÁFICO 2. Estadísticas de Abonados por acceso a Internet fijo segmentado en provincias ...... 11 GRÁFICO 3. Diagrama sobre Tipos de Redes Inalámbricas ...... 15 GRÁFICO 4. Estándares y Servicio entre cada tipo de Red Inalámbrica ...... 16 GRÁFICO 5. Funcionamiento de WiMAX en un entorno de red ...... 17 GRÁFICO 6. Estructura de Red LMDS ...... 21 GRÁFICO 7. Tipos de NIC Inalámbricas ...... 23 GRÁFICO 8. Puntos de Acceso (AP) ...... 23 GRÁFICO 9. Representación de la Zona de Fresnel ...... 24 GRÁFICO 10. Edificio Municipal del GAD de Salitre ...... 32 GRÁFICO 11. Vista Satélite de Malecón Río Vinces ...... 33 GRÁFICO 12. Vista Satélite de La Bocana 1 ...... 33 GRÁFICO 13. Vista Satélite de La Bocana 2 ...... 34 GRÁFICO 14. Vista Satélite de La Fortuna ...... 34 GRÁFICO 15. Representación Satélite de Enlaces Inalámbricos Propuestos ...... 35 GRÁFICO 16. Herramienta airControl de Ubiquiti ...... 39 GRÁFICO 17. Herramienta airView de Ubiquiti ...... 40 GRÁFICO 18. Herramienta UniFi Controller de Ubiquiti – Estadísticas del tráfico de red ...... 41 GRÁFICO 19. Herramienta UniFi Controller de Ubiquiti – Generación de mapas de calor ...... 41 GRÁFICO 21. Diseño de red propuesto para GAD de Salitre ...... 61 GRÁFICO 22. Diagrama lógico y simulación de la red propuesta ...... 62 GRÁFICO 23. Ingreso de parámetros para la Zona Simulada ...... 63 GRÁFICO 24. Representación Geográfica de la Zona Simulada ...... 63 GRÁFICO 25. Información de Radioenlace GAD_Malecón Río Vinces ...... 64 GRÁFICO 26. Información de Radioenlace GAD_La Bocana 1 ...... 65 GRÁFICO 27. Información de Radioenlace GAD_La Bocana 2 ...... 66 GRÁFICO 28. Información de Radioenlace GAD_La Fortuna ...... 67 GRÁFICO 29. Instalación de controladora UniFi ...... 68 GRÁFICO 30. Ingreso al portal del controlador UniFi...... 69 GRÁFICO 31. Vista Generalizada de la Red desde portal UniFi ...... 69 GRÁFICO 32. Verificación de dispositivos en portal UniFi ...... 70 GRÁFICO 33. Adopción de dispositivos en portal UniFi ...... 71 GRÁFICO 34. Configuración de red inalámbrica a través de UniFi ...... 71

XVI

GRÁFICO 35. Configuración de parámetros de red inalámbrica a través de UniFi ..... 72 GRÁFICO 36. Reporte de prueba sobre nuevo equipo conectado a la red ...... 73 GRÁFICO 37. Estado de usuarios conectados a la red ...... 73 GRÁFICO 38. Módulo de configuración de Red Inalámbrica Generalizada ...... 74 GRÁFICO 39. Diseño de portal cautivo de Red Inalámbrica Generalizada ...... 74 GRÁFICO 40. Test de portal cautivo configurado ...... 75

XVII

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES “ANÁLISIS Y DISEÑO DE UNA RED WiMAX PARA GAD DE SALITRE EN BENEFICIO DE RESIDENTES Y TURISTAS DE LA PARROQUIA BOCANA”

RESUMEN

Dada la necesidad de varios grupos poblacionales de las principales ciudades que se encuentran en nuestro país, se logra corroborar la importante necesidad en cuanto a accesibilidad de nuevas tecnologías de aprendizaje y conocimiento, para poder permitirse un buen estado de educación y comprensión para la población residente de este sector que no consiguen beneficiarse debido a su alejada cobertura de la zona.

El objetivo de esta tesis es el analizar y diseñar una red metropolitana con tecnología WiMAX en beneficio del sector Bocana ubicado en el cantón de Salitre, utilizando el método de investigación en campo, para que todos los pobladores de la zona tengan a su disposición este beneficio y aprendizaje de nuevas tecnologías el cual podrán disfrutar los pobladores del sector.

La tecnología por utilizar es una conexión de radiofrecuencias para acceder a la red y permitir a los usuarios ingresar desde sus hogares utilizando el espectro radioeléctrico local como medio de transporte. Dado que existen varios fabricantes y tecnologías en el mercado actual para este análisis, se propone el siguiente diseño para una red WiMAX: El uso de dispositivos de la marca UBIQUITI debido por su calidad/beneficio la convierte en una de las tecnologías eficaces para este proyecto. Los trabajos de la marca UBIQUITI cuentan con soluciones de vanguardia que han sido muy apreciadas en los últimos años en el mercado ecuatoriano. En concreto, para el desarrollo de los procedimientos antes mencionados se eligió su gama de equipos con capacidad para crear redes Mesh, esta tecnología permitirá gestionar cada elemento de la red de forma avanzada, teniendo la capacidad de equilibrar la Carga de tráfico proporcionando una conexión lo más estable posible para cada usuario en este

XVIII tipo de entornos. Una de las ventajas de esta propuesta de proyecto es la de brindar servicios de banda ancha en áreas donde el despliegue de cable o fibra óptica es debido a la baja densidad de población.

Autores:

Jesuá Jerameel Lozano Suárez C.I.: 0930623871

Emilio José Ordoñez Conforme C.I.:0952867208

Tutor: Ing. Christian Picón Farah M. Sc

XIX

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

“ANALYSIS AND DESIGN OF A WiMAX NETWORK FOR GAD DE SALITRE FOR THE BENEFIT OF RESIDENTS AND TOURISTS OF THE BOCANA PARISH”

ABSTRACT

Given the need of several population groups in the main cities that are in our country, it is possible to corroborate the important need in terms of accessibility of new technologies for learning and knowledge, in order to be able to afford a good state of education and understanding for the resident population of this sector that cannot benefit from it due to its remote coverage of the area.

The objective of this thesis is to analyze and design a metropolitan network with WiMAX technology for the benefit of the Bocana sector located in the canton of Salitre, using the method of field research, so that all residents of the area have at their disposal this benefit and learning of new technologies which can be enjoyed by the inhabitants of the sector.

The technology to be used is a radio frequency connection to access the network and allow users to enter from their homes using the local radio spectrum as a means of transport. Since there are several manufacturers and technologies in the current market for this analysis, the following design is proposed for a WiMAX network: The use of devices of the UBIQUITI brand due to its quality/benefit makes it one of the effective technologies for this project. The works of the brand UBIQUITI have cutting- edge solutions that have been highly appreciated in recent years in the Ecuadorian market. Specifically, for the development of the procedures mentioned above, its range of equipment with capacity to create Mesh networks was chosen. This technology will allow the management of each element of the network in an advanced way, having the capacity to balance the traffic load by providing the most stable connection possible for each user in this type of environment. One of the advantages of this project proposal is to provide broadband services in areas where the deployment of cable or optical fiber is due to low population density.

XX

Authors:

Jesuá Jerameel Lozano Suárez C.I.: 0930623871

Emilio José Ordoñez Conforme C.I.:0952867208

Tutor: Ing. Christian Picón Farah M. Sc

XXI

INTRODUCCIÓN

En la actualidad la necesidad de poseer servicio de internet es tan importante porque esta permite obtener varias fuentes de oportunidades en el ámbito económico y social y necesario para este mundo moderno y globalizado. Los proveedores del servicio de internet actuales en ubicaciones alejadas de las principales ciudades son de difícil acceso para obtener tal ventaja. Incluso en la actual crisis por el Coronavirus la cual exigió a los residentes a dejar de dirigirse a los llamados “Ciber” y el no poseer este servicio en sus residencias debió presentar un problema.

El problema de sitios como el cantón de salitre está ubicado en una zona geográfica alejada de ciertos proveedores de internet por lo que ofrecer este servicio dependerá de la excelente coordinación y conocimiento de los presentes autores para lograr cumplir con su objetivo para que en un futuro cercano sea posible llevar el servicio a los puntos establecidos en el diseño para que los residentes y turistas puedan gozar de esta tecnología.

En el actual trabajo se evidencia la falta de medios necesarios como el acceso a internet en ciertos lugares del sector la Bocana y Fortuna para mejorar el nivel educativo, económico, social y de conocimientos para poder comunicarse, en este sistema deben ejecutarse varios tipos de actividades y estar siempre en desarrollo. Y por este medio nació este proyecto de llevar a cabo el análisis y diseño de una red metropolitana con tecnología Wimax, la cual será el punto de inicio de la transmisión para que los residentes en un futuro puedan recibir este servicio en casa sin ningún medio cableado y de esta manera contar con un servicio que anteriormente no tenían accesibilidad y la cobertura por parte de los proveedores públicos o privados, lo que resultó en altos costos para su adquisición.

El establecimiento de proveedores de internet inalámbrico actualmente en nuestro país es más solicitado en los hogares residenciales, tener este servicio y los lugares donde los proveedores de internet no llegan y los residentes de este lugar no pueden beneficiarse de los servicios de internet, siendo así los jóvenes los más afectados a un nivel educativo y las zonas comerciales a un nivel económico.

El Capítulo I enumera las principales causas consideradas para el estudio de esta tesis y las consecuencias que pueden favorecer a esta comunidad. También establece los objetivos generales y específicos, el alcance y en última instancia la importancia y justificación de este accionamiento en un área remota con escasos

1 recursos tecnológicos y mala comunicación y comprensión del uso de Internet.

El Capítulo II trata del marco teórico del proyecto y proporciona las bases teóricas y el contexto de estudio para la elaboración de esta tesis. De aquí se derivan diversas ideas que para la comprensión del desarrollo de este trabajo son necesarios. Sobre la base legal establecida por los órganos competentes para su creación y los aspectos legales obligatorios para el establecimiento de un proveedor de internet.

En el capítulo III se expone la propuesta tecnológica basada en el proyecto, cómo se realizará el trabajo y el estudio de viabilidad para la elaboración y realización de este trabajo, basado en la investigación en el punto establecido. Comentará sobre la viabilidad técnica, legal, operativa y económica de las innovaciones de un proveedor de Internet que utilice tecnologías WiMAX con dispositivos de alta gama en sus transmisiones.

El Capítulo IV muestra los puntos de vista de acogida que tienen los residentes de este cantón con la implementación de un proveedor de Internet gratuito. ¿Qué ventajas proporcionaría el análisis y diseño de una red Wimax para el GAD de salitre para los residentes y turistas de la parroquia Bocana? Se propone a disposición de hardware y software para este proyecto, así como los valores utilizados en el desarrollo de esta tesis.

Por último, se elabora las distintas bibliografías utilizadas en este documento, junto con los anexos pertinentes a cada una de los informes utilizados.

2

CAPITULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Ubicación del problema en un contexto

Actualmente, las redes de área metropolitana inalámbricas en todo el mundo conforman el tercer grupo de redes inalámbricas. Las redes metropolitanas se basadas en el estándar IEEE 802.16, comúnmente nombrado como WiMAX. La tecnología WiMAX utiliza una arquitectura punto a multipunto que se orienta a proveer una alta velocidad de transferencia de información. De esta manera, las redes LAN más pequeñas se pueden conectar entre sí a través de WiMAX, y creen una amplia red WMAN. Como resultado, se puede lograr una red de ciudad a ciudad sin costosos cables.

En el caso de Ecuador, los municipios de las ciudades más grandes del país han invertido durante la última década en la implementación de una red metropolitana con acceso gratuito en un determinado tiempo para todas las personas e impulsando el turismo. Tal es el caso la red ALCADIA_GUAYAQUIL que abarca aproximadamente el 65% del área metropolitana de la ciudad logrando conectar hasta 1.7 millones de personas, comprendido por más de 24.000 puntos de acceso que lleva en funcionamiento desde enero del año 2015.

En el cantón Salitre conformado por 4 parroquias con su respectiva población, nos indica mediante estudios realizados que los recursos tecnológicos son precarios para la época moderna, tal es el caso de CNT que tiene pocos años de haber llegado con tecnología GPON a los hogares Salitreños, otros proveedores como Telconet o WifiTel tienen un poco más de tiempo en los hogares de las familias. Específicamente en la urbe de la parroquia urbana llamada “Bocana” conformada por sus habitantes, este sector es imprescindible para la visita de los turistas y donde se realiza la mayor actividad comercial de esta urbe. Se basa en la última estadística actualizada por la ARCOTEL podemos identificar que los beneficiarios de internet fijo todavía son pocos para la totalidad de habitantes alrededor de las parroquias que la conforman.

En el cantón Salitre, debido a la carencia de acceso a la información por parte de sus ciudadanos hacia los portales comunicativos del Municipio causando que dicho personal utilice otros mecanismos y recursos para llegar informar a la mayor

3 parte de la ciudadanía. Las ciudades inteligentes al tener una red metropolitana inalámbrica, facilita la conectividad, la comunicación e impulsando el turismo en los lugares más concurridos de una ciudad.

Situación Conflicto Nudos Críticos

Los residentes de la parroquia Bocana son en su mayoría comerciantes quienes tienen sus propios negocios y métodos de venta tradicionales, por lo que cubrir esta área con una red WIMAX beneficiaría e innovaría sus negocios, a pesar de que proveedores de internet proporcionen servicios a nivel residencial no abastecerían accesos masivos a sus clientes ya que los propietarios de estos negocios prefieren no invertir para evitar el alto costo de planes con más capacidad.

La innovación de este servicio de internet a través de una red WIMAX permitirá a los beneficiarios obtener acceso a internet, promocionar su negocio a través de redes sociales, mejorar la experiencia en la visita de los turistas, además permitiendo emitir comunicados por parte del GAD de Salitre e incentivar el libre acceso a la información para fomentar el conocimiento y la educación. Esta tecnología ofrecería una extensa área de cobertura, capacidad de conexión masiva multiusuario, escalabilidad y adaptabilidad a las diferentes topologías de red.

Causa del problema y consecuencia del Problema

CAUSAS:

 Carencia de recursos tecnológicos en el GAD de Salitre.  Desconocimiento de los beneficios que implica tener acceso a internet para impulsar negocios.  Necesidad de conexión por parte de los turistas para acceder a sus redes sociales y disfrutar una mejor experiencia de viaje.  Difícil acceso técnico a zonas rurales como Salitre.

CONSECUENCIAS:

 Falta de inversión y desarrollo tecnológico por parte del GAD de salitre.  Atraso en la innovación tecnológica para modernizar sus negocios.  Pérdida de interés de los sitios y negocios visitados. Pocos proveedores de internet (ISP) que tengan cobertura al Cantón de Salitre. Alcance limitado de los comunicados emitidos por el GAD de Salitre hacia sus ciudadanos.

4

Delimitación del problema

 CAMPO: Redes  ÁREA: Telecomunicaciones  ASPECTO: Proveer el Servicio de Internet Inalámbrico para acceso a tecnologías de la información.

 TEMA: “Análisis y diseño de una red Wimax para GAD de salitre en beneficio de residentes y turistas de la parroquia bocana”

Formulación del Problema

Dada la urgencia de un servicio de internet en zonas remotas como el más específico Cantón de Salitre en el municipio de Bocana, es necesario realizar una investigación in situ para determinar la viabilidad de implementar una red WiMAX que proporcione acceso a internet limitado y gratuito.

¿Qué ventajas proporcionaría el análisis y diseño de una red WiMax para el GAD de salitre en beneficio de residentes y turistas de la parroquia Bocana, los cuales accederían a internet gratuito patrocinado como una innovación tecnológica en la Urbe?

Evaluación del problema

Para evaluar los principales puntos de la falta de acceso a internet inalámbrico/gratuito en la parroquia Bocana se procederá a verificar varios aspectos que serían de alta relevancia para la posible implementación de este proyecto. Los aspectos generales de evaluación pueden ser:

 Delimitado: El análisis solo se lo realizará en la parroquia Bocana del cantón Salitre, sujeto a la cobertura y potencia de transmisión por parte de los equipos de comunicación que se plantearán.  Evidente: La carencia de recursos económicos de sus residentes para acceder a la contratación de planes residenciales de internet.  Relevante: La existencia del acceso a internet es indispensable para la innovación de los negocios y el turismo en el área.  Factible: La posible implementación será determinada mediante los resultados del nivel de factibilidad obtenido por una investigación en campo realizada con el uso de herramientas Open Source, equipos de comunicación adecuados,

5

medición del espectro radioeléctrico y trazados de mapas de calor, para la ubicación ideal de cada punto de acceso.  Variables: Se considera variables como la cantidad de usuarios conectados simultáneamente, ubicación de los equipos, definición del presupuesto y disponibilidad de un proveedor de internet.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar el análisis y diseño de una red metropolitana inalámbrica con tecnología WiMAX para beneficio del cantón Salitre el sector la Bocana utilizando la metodología de investigación en campo, con el fin de que todos los habitantes de la zona tengan disponible este beneficio para el uso y aprendizaje de las nuevas tecnologías y el camino de la modernización para los residentes y turistas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Los principales objetivos incluyen:

 Establecer ubicaciones ideales para los puntos de acceso en base a herramientas Open Source de medición del espectro radioeléctrico y la utilización de equipos de comunicación.  Construir un procedimiento para simulación la red metropolitana inalámbrica en un software Open Source para comprobar la eficacia del diseño.  Determinar la reutilización de recursos informáticos en el centro de datos.  Desarrollar un modelo presupuestario dirigido al GAD de Salitre para garantizar la operatividad de la red.

ALCANCES DEL PROBLEMA

El presente proyecto tiene la finalidad de realizar el análisis y diseño de una red metropolitana inalámbrica que ofrezca internet gratuito a las personas que se encuentran en la Parroquia Bocana del cantón Salitre, esto se formulará como una propuesta para el GAD de Salitre más no llevar a cabo su implementación y operación. Dicho proyecto necesitará llevar a cabo un análisis en campo previamente autorizado por las autoridades donde se verán involucrado tanto autores del proyecto como personal estratégico/técnico por parte del GAD mencionado de ser posible además de

6 la utilización de herramientas para obtener resultados óptimos que permitirán establecer puntos clave para la simulación y diseño de la red propuesta.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

El presente proyecto tiene como objetivo impulsar la actividad económica, comercial y turística de la parroquia Bocana a través del acceso público y gratuito tanto a sus residentes como visitantes, demostrando la factibilidad técnica, socioeconómica que implica mucha relevancia tanto para el municipio de salitre como para la empresa privada que la impulse, lo que permitirá dar un mejor servicio a todos los negocios que se encuentran en este sector comercial.

Esto mejoraría considerablemente la vida cotidiana de los residentes Salitreños y el paso de los turistas por el cantón. Esto se debe a que las redes sociales ilimitadas en la mayoría de los casos brindan comunicación entre contactos y noticias mundiales.

Una vez finalizado el análisis y diseño con los equipos de comunicación adecuados para la red Wimax en la parroquia Bocana será un proyecto de vital importancia para el GAD de Salitre debido a que cada vez más son los habitantes que exigen una innovación tecnológica.

METODOLOGÍA DEL PROYECTO

Metodología PPDIOO

La metodología PPDIOO se origina de acuerdo con los lineamientos en el ciclo de vida para la gestión de redes. De tal manera que el alcance de este ciclo de vida refuerza a ejecutar objetivos planteados como es el extender la disponibilidad de la red, mantener un SLA con el mayor porcentaje posible y la reducción del costo general respecto a la arquitectura de la red. Esta metodología es muy utilizada al momento de integrar nuevas redes, así como su escalabilidad en redes ya existentes. Cada fase de este ciclo es considera un bucle infinito, debido a la que la infraestructura de red siempre puede ser optimizada. En el presente proyecto como se verifica en el Alcance del Problema, se llegará hasta la fase de Diseño; a continuación, se presenta un gráfico en donde constan todas las fases de esta metodología.

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GRÁFICO 1. Metodología PPDIOO

PREPARAR

OPTIMIZAR PLANEAR

METODOLOGIA

OPERAR DISEÑAR

IMPLEMENTAR

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme, 2020

Fase de Preparación

En esta primera fase se busca identificar requerimientos técnicos para poder diseñar la red. Se realiza un análisis de la arquitectura de los elementos, de equipos que hay y los que se asume que harían falta. En esta fase de debe entregar una propuesta que beneficie la arquitectura de la red.

Fase de Planificación

En esta segunda fase se caracteriza por el análisis de la infraestructura de red que ya existe verificando y anotando las falencias que se presentan y así por llegar a determinar su funcionalidad. Se elaborará un plan de proyecto para poder dirigir las tareas, designar a responsables y certificación de actividades y complementos para realizar el diseño e implementación.

Fase de Diseño

En la tercera fase se procederá a llevar a cabo todos los requerimientos técnicos y análisis realizados en las fases anteriores, en esta fase se deberá agregar diagramas de red y un listado de los equipos a utilizar.

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Fase de Implementación

En la cuarta fase se procede a la ejecución de las estrategias y diseños para el desarrollo del proyecto, tomando en cuenta los puntos analizados en las fases anteriores con la finalidad de conseguir los resultados que se desean.

Fase de Operación

En la quinta fase se deberá realizar la verificación en tiempo real de los diagramas (diseños) de red, constatando errores y el monitoreo de los distintos componentes de la red, esta sería la prueba final del diseño de la red.

Fase de Optimización

En la última fase se lleva a cabo la supervisión y comprobación continua del diseño de red, para verificar algún error existente y de haber cumplido de manera correcta las fases o pasos anteriores no existiría ningún tipo de carencia.

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CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO

Actualmente en el cantón Salitre conformado por 4 parroquias con su respectiva población detallada en el Cuadro 1, nos puede indicar que las condiciones para el avance tecnológico son muy precarias para la época moderna considerando que incluso CNT tiene pocos años de haber llegado con tecnología GPON a los hogares Salitreños, otros proveedores como Telconet o WifiTel tiene un poco más de tiempo en los hogares de las familias de este cantón. Esta urbe está viva por su gente amistosa y amplio comercio en el sector llamado “La Bocana” por sus habitantes, este sector es imprescindible para la visita de turistas y donde se maneja más toda la actividad comercial de esta urbe. Ya que con la última estadística actualizada por la ARCOTEL podemos lograr ver que los beneficiarios de internet fijo todavía son poco como para la totalidad que hay hoy en día alrededor de las parroquias que la conforman.

CUADRO 1. Cuadro Estadístico sobre Parroquias de Salitre

Elaboración: INEC, 2015.

Ya que este cantón pertenece a la provincia del Guayas donde el índice de personas con internet fijo y móvil va en constante crecimiento exponencial, actualmente el 28% en todo el país es un motivo muy importante para que sea factible una implementación de la red metropolitana con acceso a Internet totalmente gratis obteniendo beneficios como la mejor estadía para clientes de los negocios cercanos y mejor experiencia de turismo aumentando el movimiento económico interno del cantón.

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GRÁFICO 2. Estadísticas de Abonados por acceso a Internet fijo segmentado en provincias

Fuente: ARCOTEL, 2018

Si se refiere a otro análisis realizado por la misma ARCOTEL en respecto al año 2018, se puede destacar que, si en el período de diciembre del 2015 al septiembre del 2018 se denota un aumento de 422319 cuentas. (ARCOTEL, 2018).

Como se habrá visto un proyecto referente a éste ya existe en la ciudad de Guayaquil con la red metropolitana implementada gracias a la cooperación del Municipio y proveedor de servicios de Internet Telconet S.A., la cual ha traída muchas bondades y beneficios tanto a emprendedores como a la comunidad en general que se encuentra visitando los lugares céntricos y más concurridos de esta ciudad. La cual tiene varias razones para su existencia como considerar que en la actualidad el acceso al internet es considerado una herramienta básica en la cotidiana vida del ser humano. Tener acceso a redes sociales ilimitadas en la mayoría de los casos suplanta el tener saldo para realizar llamadas o enviar mensajes de texto tradicionales desde el celular. Actualmente las redes sociales brindan Comunicación entre contactos y

11 noticias del mundo (Noticias de Interés Humano, Política, Amarillistas, Cronológicas, Crónicas, etc.).

Entre algunas causas y efectos que puede tener el presente proyecto se puede destacar lo siguiente:

CUADRO 2. Causas y Efectos posibles para Red de Internet Público en Salitre

CAUSAS EFECTOS

Desconocimiento sobre nuevas El desinterés de la utilización de esta gran tecnologías por parte de la herramienta llamada “Internet” para obtener más comunidad conocimientos en todo ámbito. Necesidad de impulsar el Principales negocios decayendo en sus ventas crecimiento económico a través de actividades comerciales Escaso acceso a internet fijo ya que la La comunidad Salitreña ni los turistas pueden tener infraestructura de pocos proveedores una certeza si se conectarán al servicio de Internet puede llegar a este cantón de alguna manera.

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

El ofrecimiento de una solución a esta problemática es esencial para la ciudadanía un servicio gratuito como el acceso al internet impulsando la implementación de políticas públicas e informando a la ciudadanía de sus actividades.

Se puede definir otro ejemplo igual de apropiado para el proyecto, a La Ciudad de Barcelona, España tiene una de las redes WiFi libre más grande alrededor de Europa con más de 400 hotspots a lo largo de esta urbe implementada gradualmente desde el año 2011. Cada vez que alguna persona ingresa a esta red pública, puede navegar gratuitamente por Internet, a excepción de ciertas páginas con contenido que se consideren no apropiadas para el público en general. Esta conexión tiene una duración hasta 30 minutos y su velocidad puede llegar a 256 Kbps mientras que en su portal cautivo permite verificar información de la ciudad como Celebraciones, Agendas, Obras realizadas, etc.

Cabe destacar que alguno de estos servicios adicionales se piensa agregar al diseño del proyecto mediante el portal cautivo de ingreso a la red pública para que los habitantes del cantón Salitre puedan enterarse de alguno de los procesos o eventos organizado por su municipio que serán analizados en el siguiente capítulo.

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FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Redes Inalámbricas

Cuando se requiere movilidad en las comunicaciones, la dependencia de una conexión física como el cable, es una limitación seria. Para evitarlo, las conexiones inalámbricas son una buena opción. En los últimos años, el potencial de este tipo de redes ha propiciado la aparición de los primeros sistemas que utilizan ondas de radio para interconectar equipos terminales.

Estos primeros sistemas inalámbricos dependían del fabricante para la distribución y la conexión, eran lentos con velocidades de 1,5 Mbps y estaban diseñados para cubrir un pequeño grupo de aplicaciones. Sin embargo, con el desarrollo tecnológico logrado en los últimos años, han surgido nuevas soluciones, en gran parte estandarizadas y cumpliendo su función, en las que los sistemas y dispositivos informáticos de diferentes tipos y capacidades pueden comunicarse a través de tecnología inalámbrica basada en la transmisión por ondas del espectro electromagnético o radiación IR. Los primeros progresos en las redes de datos inalámbricas comienzan a tener relevancia a finales de 1970, las primeras ideas para una red de datos inalámbrica utilizando radiación IR diseñada para instalaciones industriales se publicaron en los laboratorios de la corporación IBM ubicados en Suiza. Se llevo a cabo el desarrollo del proyecto bajo un convenio por la comisión federal de comunicaciones para poder emplear estas bandas frecuencias de manera empírica.

En la década de 1980, estaba claro que las redes inalámbricas requerirían decenas de MHz de ancho de banda. Todas las bandas tenían licencia en ese momento, y el mercado latente de WLAN no prometía altos rendimientos instantáneos en las redes. Inversiones que desalentaron la inversión en estas tecnologías al pagar altos costos por las licencias que estaban reguladas en EE. UU. por la comisión federal de comunicaciones. Desde mayo de 1985, la Comisión Federal de Comunicaciones decidió lanzar algunas bandas de frecuencias sin licencia, que se conocieron como bandas ISM (“Industrial, Scientific and Medical band”). Joskowicz, J. (2008).

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CUADRO 3. Comparativo sobre Redes Inalámbricas y Redes Alámbricas

RED INALÁMBRICA RED INALÁMBRICA RED ALAMBRICA RED ALAMBRICA

DESVENTAJAS VENTAJAS DESVENTAJAS VENTAJAS Alcance limitado: el Conexión entre puntos: la No hay posibilidad para Directa: ofrecen alcance de ondas no se conexión es posible conexiones de equipos grandes beneficios extiende y esto se debe a directamente entre varios debido a que la topología gracias a su que la red inalámbrica solo dispositivos sin la es demasiado extensa y estabilidad y está limitada a un área en necesidad de un esto ocuparía demasiado adaptabilidad a la hora específico, el máximo es cableado. cableado. de transmitir y recibir 300m. datos Infalibilidad: Uno de los costos mínimos e Su instalación es de costos Mejor rendimiento y graves problemas es la Instalación rápida: es elevados debido a que la mayor velocidad seguridad, ya que las simple porque la infraestructura tienda a conexiones son muy fáciles infraestructura es barata y utilizar cable y material de de usar y por tanto pueden fácil de instalar calidad. ser públicas y otros usuarios se conectarían. Rapidez: dependerá del Excelente movilidad: La libre movilidad en un Seguridad: Esta red es tipo de servidor contratado Permitirá realizar un libre área no es posible más fiable porque solo movimiento del equipo simplemente tirando del funciona en un solo cuando lo desee y en cable de transmisión canal y esto permite cualquier momento que distintos usuarios no se conecten a ella para que no sea visible para todos.

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme, 2020

Cuanto mayor sea la interferencia generada por otros dispositivos, el rendimiento de la red será mínimo. Sin embargo, el hecho de que sea probable que se produzcan interferencias no significa que así sea.

Fundamentos de Redes Inalámbricas

 Poca planificación: En relación de las redes cableadas. Previo a colocar cableado en oficinas o edificios, hay que pensar mucho en la repartición física de los equipos, mientras que con una red inalámbrica solo hay que preocuparse de que el edificio u oficinas estén dentro del perímetro de la red.  Flexibilidad: la red inalámbrica en su zona de cobertura, los nodos podrán comunicarse y estos no serán atados a un cable para que puedan ser comunicados por el mundo, como muestra, para realizar una presentación, la

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presentación podría haber sido colgada en la web y simplemente traída. portátil y abrirlo desde Internet incluso si la oficina en la que estábamos no tenía acceso a la red por cable.  Diseño: Los receptores son demasiado pequeños y es posible incorporarlos dentro de un mecanismo y cargarlo en un bolsillo, etc.  Robustez: En caso de sucesos imprevistos, que suelen sé que un usuario se tropiece con un cable o desconecte el enchufe o algo semejante. Una red cableada puede volverse completamente inutilizable, mientras que una red inalámbrica puede manejar estos fallos inesperados mucho mejor.

Tipos de Redes Inalámbricas

Se clasifican en 3 tipos las redes inalámbricas y esta clasificación dependerá de la capacidad de cada una:

GRÁFICO 3. Diagrama sobre Tipos de Redes Inalámbricas

GSM, GPRS, UMTS (3G)

WiMAX

WiFi, HiperLAN

Bluetooth, HomeRF

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

Los distintos tipos de redes inalámbricas están sujetos por normas y estándares establecidos por el IEEE. El estándar más utilizado es el IEEE 802.X:

 Red WAN: utilizando el estándar IEEE 802.15  Red LAN: utilizando el estándar IEEE 802.11  Red WMAN: utilizando el estándar IEEE 802.16

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Redes Inalámbricas WMAN

Una red WMAN bajo términos sencillos es un modelo inalámbrico de una red área metropolitana (MAN) la cual se consiste en abarcar un espacio geográfico extenso hasta 50km, se fundamentan bajo el estándar IEEE 802.16 el cual es mencionado por el nombre de WiMAX, teniendo como principal ventaja no tan solo en los costos de instalación, sino que se descartaría todo el cableado estructurado por cable UTP junto a las conexiones físicas entre sus nodos. Sin embargo, es más vulnerable a ataques por lo que se requiere una seguridad altamente rigurosa para defender la integridad de la información ante estas eventualidades.

En la mayoría de los casos se opta por este tipo de redes por algunos motivos claves al momento de diseñar, uno de los más importantes puede ser su gasto minimizado de recursos ante las redes cableadas demostrando ser más económicamente accesible y eficiente; diferenciándose en sí entre redes de banda ancha y de banda estrecha.

Se puede diversificar ante las otras redes analizando parámetro como área de cobertura, servicios que integran y estándares que utilizan para la regularización de estas. Se dispone del siguiente gráfico para demostrar lo anteriormente comentando:

GRÁFICO 4. Estándares y Servicio entre cada tipo de Red Inalámbrica

Fuente: Andreu, J. 2011.

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Estándar 802.16 (WiMAX)

Se puede definir este estándar como una tecnología de comunicaciones con tipo de arquitectura punto a multipunto la cual puede proporcionar una elevada velocidad de transmisión de datos mediante redes WMAN, permitiendo la construcción de redes a lo largo de una ciudad sin necesidad de utilizar cableado costoso.

El estándar 802.16 puede funcionar en dos bandas de frecuencia, las cuales son de 2 GHz a 11 GHz y de 10 GHz a 66 GHz, lo que le permite transmitir a más de 75 Mbps en a un área de hasta 50 km a cientos de usuarios con tan sólo una estación base.

GRÁFICO 5. Funcionamiento de WiMAX en un entorno de red

Fuente: I. Pérez López, 2007.

Este tipo de tecnología generalmente está conformada por una antena emisora denominada Estación Base (BS) la cual estará destinada a repartir y abarcar la cobertura suficiente a un conjunto de receptores de esta señal mencionados como Equipos Locales de Cliente (CPE).

De igual manera tiene como objetivo procurar la interoperabilidad para lograr la excelente asociación WiFi, donde se tendría que verificar la frecuencia a utilizarse ya que si es baja es menos susceptible ante obstáculos físicos lo cual es esencial

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si se requiere que las antenas de interconecten entre sí en distancias mucho mayores. Por lo cual a través de esta característica logra una unificación entre Hotspots para extender Zona de cobertura WiFi, está última tecnología si se la requiere en forma de malla, exige una alta demanda de WiMAX que permite obtener un rendimiento mucho más efectivo cuando se conectan cientos de usuarios finales simultáneamente.

Por lo tanto desde la creación de éste estándar, han surgido varias versiones del mismo; en el siguiente cuadro se puede verificar los parámetros de las diferentes versiones:

CUADRO 4. Versiones del Estándar WiMAX

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme, 2020

Diferencias entre estándares Inalámbricos

Las tecnologías inalámbricas como WiMAX se diversifican entre las otras que pertenecen al resto de topologías, dichas diferencias se pueden verificar en el siguiente cuadro:

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CUADRO 5. Diferencias entre Estándares Inalámbricas

Tecnología Wifi WiMAX GPRS 3G WiMesh

Estándares 802.11 802.16 GPRS IMT2000 802.11s Radio de 0.01-0.1Km 1 – 15Km 30 km Celda 800 MHz, Banda de 2.4Ghz, 2.3 GHz, 3.5 1900 MHz, 2.4 GHz, 5 1800 MHz, transmisión 5Ghz GHz 2100 MHz GHz 1900 MHz Ancho de 1.25 – 20 banda del 20 MHz 200 KHz 5 MHz 20 MHz MHz canal Tasa de 54 Mbps 100Mbps 114 kbps 2 Mbps 54 Mbps Transmisión

Throughput 36 Mbps 75 Mbps 22 kbps 1.8Mbps 36 Mbps

x.509 con Encriptación WPA, WEP DES en GEA AES modo CBC PSK, QPSK, QPSK – Modulación OFDM GMSK PSK ODFM 16QAM Tecnología FDMA - CSMA/CA DAMA-TDMA CDMA QDMA de acceso FDD Calidad de NO SI NO SI SI servicio Licenciada NO SI SI NO NO

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme, 2020

Beneficios del estándar WiMAX

La ventaja más importante del estándar tratado es proporcionar servicios de banda ancha incluso en áreas en las que no llegan otros tipos de tecnologías como FO de última milla en las zonas rurales. Pero hay más ventajas:

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 Es posible agregar más canales fácilmente dependiendo de la regulación de cada país.  Puede agregar mayores canales de acuerdo con la regulación del territorio.  Tiene anchos de banda amplios y personalizados los cuales no estén atados con el espectro radioeléctrico.  Alta adaptabilidad a otras topologías de redes como P2P o P2MP  Dota de una capacidad para gestionar muchos usuarios esto debido a su banda ancha  Facilita el servicio de VoIP para la infraestructura destinada.  Obtiene una mejor cobertura logrando llegar a zona recónditas de difícil acceso, algunas veces logran velocidad de comunicación de datos de hasta 100 MB.

Sistema de Distribución Local Multipunto

La tecnología LMDS también conocida como Sistema de Distribución Local Multipunto fue inicialmente diseñada para la transmisión de Televisión Digital entre las bandas de 26-29 GHz de frecuencia, siendo utilizada para enlaces de elevada capacidad en la interconexión de la red de áreas extensas como se puede diversificar en el siguiente cuadro a continuación:

CUADRO 6. Principales Tecnologías Inalámbricas

CARACTERÍSTICAS WIMAX 802.16 WI-FI MOBILE-FT UMTS 802.11 802.20 VELOCIDAD 124 Mbps 11 – 54 Mbps 16 Mbps 2 Mbps COBERTURA 50-70 Kilómetros 300 metros 20 kilómetros 10 kilómetros LICENCIA SI/NO NO SI SI VENTAJAS Velocidad y Velocidad y Velocidad y Velocidad y PRINCIPALES Alcance Costos movilidad movilidad DESVENTAJAS Lento y altos Interferencias Bajo Alcance Altos Costos PRINCIPALES costos

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme, 2020

Esta tecnología se puede distribuir e implementar de forma dinámica, además de tener un nivel de riesgo muy bajo debido al espectro radioeléctrico de la arquitectura que ofrece servicio de acceso a Internet con una velocidad alta, tanto al nivel hogar como empresarial, comunicaciones entre redes privadas, etc.

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GRÁFICO 6. Estructura de Red LMDS

Fuente: Legramex, 2011.

Ese tipo de sistema de distribución dota de una calidad de señal como lo realizan otras tecnologías como fibra óptica. La extensión geográfica del enlace está definida entre 100 metros a 7 kilómetros obteniendo como ventaja el hecho de que no ser afectados por condiciones climáticas extremas como la niebla, lluvia o nieve.

Espectro Radioeléctrico

El espectro radio electromagnético es la unión de ondas que se generan en el espacio para la comunicación de datos y ofrecer propiedades de telecomunicaciones, radiodifusión además de televisión entre otros servicios que pueden ser aplicados en distintas áreas de trabajo. Debido a la facilidad técnica de su instalación se necesita entes del Estado como la Arcotel en Ecuador para regular las bandas de frecuencia que utilice cada señal previamente registrada con sus datos técnicos y de no ser declarada como libre el proveedor tendrá que adquirir la licencia de la frecuencia determinada bajo un concurso de radiofrecuencias.

Elementos de Redes Inalámbricas

A lo largo de la última década cada vez más crece el número de dispositivos móviles que pueden ser conectados a una red inalámbrica al igual que sus tecnologías como se ha verificado en temas anteriores (WiFi, WiMAX, 3GPP-LTE). En un conjunto

21 de servicios básicos (BSS) entre puntos de accesos y dispositivos propios de usuarios de la red, las antenas de cada componente son vitales para la intercomunicación entre estos equipos.

En los diseños actuales, se dispone un circuito de conmutación en el conjunto de antenas para conmutar una pluralidad de antenas de modo que el dispositivo de red inalámbrica pueda conmutar y utilizar diferentes antenas para realizar diferentes operaciones. Sin embargo, debido a que la ganancia y la potencia de transmisión de anisotropía efectiva máxima de la antena son limitadas, y la sensibilidad de la captación del enlace por la antena también está limitada, como resultado, la eficiencia de utilización del dispositivo de red inalámbrica se ve afectada. Por lo tanto, se necesitan un dispositivo de red inalámbrica y un método de control de red inalámbrica para mejorar la potencia de transmisión de anisotropía efectiva y la sensibilidad de la recepción de la señal de la antena, y luego se promoverá la eficiencia de utilización del dispositivo de red inalámbrica. (Liu, I-Ru, 2017)

Medio Aéreo

Este es el componente vital en las redes inalámbricas ya que es la vía por donde se emiten las señales inalámbricas desde una antena, propagándose y siendo receptada por alguna otra antena, teniendo como resulta un intercambio de información sin utilizar cables como sucede en las redes cableadas.

Dispositivos de Acceso al Medio

En toda infraestructura de red ya sea inalámbrica o no, se requiere de un elemento que permite conectar un determinado dispositivo terminales de red, más específicamente se puede definir ese elemento necesario como las tarjetas inalámbricas o mundialmente conocidas como NIC (Network Interface Card) que viene a ser el intermediario conectando el terminal con la red inalámbrica en este caso.

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GRÁFICO 7. Tipos de NIC Inalámbricas

Fuente: Jesús Sánchez, 2015.

Dichas tarjetas inalámbricas se pueden encontrar de diferentes tipos en el mercado como externas, desmontables cuando se tratan de ordenadores o integradas en el caso de los smartphones.

Estación Base

Muchas veces mencionado como puntos de acceso (AP), son dispositivos que dan acceso a los terminales inalámbricos para lograr una conexión estable a una red mediante estándares ya establecidos en el mismo. Creando un conjunto de servicios básicos (BSS) mediante la conexión entre las estaciones base con todos los terminales registrados en la red, actuando la estación base como un dispositivo madre para gestionar las conexiones con los terminales conectados en el BSS.

GRÁFICO 8. Puntos de Acceso (AP)

Fuente: Sergio de Luz, 2020

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Zonas de Cobertura

Las zonas de cobertura dependen de tres índices importantes como lo son la potencia de los equipos, las condiciones del terreno y el patrón definido por las antenas. Realmente, las zonas de cobertura no son totalmente geométricas, sino más bien son directamente proporcionales al patrón de emisión de señales de la antes que funcione como estación base diferenciando de los obstáculos que se hallen en el área. Ya que mientras la señal viaja en el espacio, puede difractarse, atenuarse por ruido u otros elementos externos y también reflectarse sobre superficies. Debido a esta razón se recomienda establecer puntos donde haya línea de visto (LOS) entre la ubicación del equipo y el patrón utilizado por la antena de los equipos terminales es de vital importancia para la implementación de redes WMAN ya que en muchas zonas urbanas existen obstáculos como edificios altos, árboles, etc. Esta zona de cobertura también es conocida como Zona de Fresnel que normalmente tiene forma de un elipsoide entre sus extremos de los equipos de transmisión y recepción de señales.

GRÁFICO 9. Representación de la Zona de Fresnel

Fuente: Universitat Oberta de Catalunya, 2018

Seguridad en Redes Inalámbricas

Para el desarrollo de necesidades de seguridad para las etapas de desarrollo de tecnología inalámbrica y sus necesidades de seguridad, según los expertos, la seguridad es el tema principal. Lo tradicional en las redes cableadas son inherentemente más seguras que las redes inalámbricas, las transmisiones que toman colocar en el aire con el equipo adecuado puede interceptar fácilmente aquellas transmisiones que son emitido en el aire. (Poddar, V., & Choudhary, H., 2014).

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Mantener un ambiente seguro en las redes inalámbricas puede adaptarse a tres generaciones de seguridad inalámbrica que son importantes mencionarlas:

 WEP (privacidad equivalente por cable)  WPA (acceso protegido a Wi-Fi)  WPA2 / 802.11i (acceso protegido Wi-Fi, versión 2)

FUNDAMENTACIÓN LEGAL

La fundamentación legal es muy importantes para sustentar el presente proyecto tales como estatutos, acuerdos, leyes o artículos establecidos por el gobierno o entidad encargada de regular el presente tema como lo es la ARCOTEL o cumpliendo según lo establecidos en la LOT (Ley Orgánica de Telecomunicaciones), de esta manera se puede definir una mayor gestión de servicios garantizando la conexión a Internet de la red que se va proponer para que en un futuro el GAD de Salitre lo pueda implementar junto a un ISP seleccionado para hacer realidad el proyecto propuesto.

LEY CONSTITUCIONAL DEL ECUADOR

TITULO II

DERECHOS

Sección tercera

Comunicación e Información

Art. 16.- Todas las personas, en forma individual o colectiva, tienen derecho a:

2. El acceso universal a las tecnologías de información y comunicación. Del Ecuador, A. C. (2008).

3. La creación de medios de comunicación social, y al acceso en igualdad de condiciones al uso de las frecuencias del espectro radioeléctrico para la gestión de estaciones de radio y televisión públicas, privadas y comunitarias, y a bandas libres para la explotación de redes inalámbricas. Del Ecuador, A. C. (2008).

Art. 17.- El Estado fomentará la pluralidad y la diversidad en la comunicación, y al efecto:

1. Garantizará la asignación, a través de métodos transparentes y en igualdad de condiciones, de las frecuencias del espectro radioeléctrico, para la gestión de estaciones de radio y televisión públicas, privadas y comunitarias, así como el acceso a bandas libres para la explotación. Del Ecuador, A. C. (2008).

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LEY ORGÁNICA DE TELECOMUNICACIONES

TÍTULO I

DISPOSICIONES GENERALES

CAPÍTULO I

Consideraciones Preliminares

Artículo 3.- Objetivos

11. Garantizar la asignación a través de métodos transparentes y en igualdad de condiciones de las frecuencias del espectro radioeléctrico que se atribuyan para la gestión de estaciones de radio y televisión, públicas, privadas y comunitarias, así como el acceso a bandas libres para la explotación de redes inalámbricas, precautelando que en su utilización prevalezca el interés colectivo y bajo los principios y normas que rigen la distribución equitativa del espectro radioeléctrico. De Comunicación, L. O., & BARREZUETA, H. D. P. (2015).

TÍTULO II

REDES Y PRESTACIÓN DE SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES

CAPÍTULO I

Establecimiento y explotación de redes

Artículo 9.- Redes de telecomunicaciones.

Para el caso de redes inalámbricas se deberán cumplir las políticas y normas de precaución o prevención, así como las de mimetización y reducción de contaminación visual. Los gobiernos autónomos descentralizados, en su normativa local observarán y darán cumplimiento a las normas técnicas que emita la Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones, así como a las políticas que emita el Ministerio rector de las Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información, favoreciendo el despliegue de las redes. De Comunicación, L. O., & BARREZUETA, H. D. P. (2015).

Artículo 10.- Redes públicas de telecomunicaciones.

Toda red de la que dependa la prestación de un servicio público de telecomunicaciones; o sea utilizada para soportar servicios a terceros será considerada una red pública y será accesible a los prestadores de servicios de telecomunicaciones que la requieran, en los términos y condiciones que se establecen en esta Ley, su reglamento general de aplicación y normativa que emita la Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones. Las redes públicas de

26 telecomunicaciones tenderán a un diseño de red abierta, esto es sin protocolos ni especificaciones de tipo propietario, de tal forma que se permita la interconexión, acceso y conexión y cumplan con los planes técnicos fundamentales. De Comunicación, L. O., & BARREZUETA, H. D. P. (2015).

PREGUNTA CIENTÍFICA A CONTESTARSE

El presente proyecto necesita establecer preguntas que unifiquen finalidades, metodología y procesos que se seguirá para la elaboración del mismo.

¿En qué aspecto socio-económico beneficiará tanto a los habitantes como a los turistas del sector la Bocana del Cantón Salitre, una red pública que ofrezca internet gratuito donde se verán optimizados tanto proceso de comunicaciones como el fortalecimiento de la educación en la zona objetiva del proyecto ya que dicha arquitectura de red inalámbrica será simulada para verificar la eficacia del diseño a través de las herramientas Open Source a utilizarse?

DEFINICIONES CONCEPTUALES

 Estación de Servicio: Se trata de un punto de acceso que se une a sus estaciones adjuntas.  Estación Base: Se refiere a un equipo o antena emisora de señal inalámbrica, ya sea que esté configurada con una topología utilizando la banda de frecuencia según los estándares vistos este capítulo.  Sistema de distribución: Es el método de distintos puntos de acceso para cambiar información entres nodos inalámbricos o con otras infraestructuras de red.  Espectro Radioeléctrico: Es la repartición de un pequeño segmento de ondas electromagnéticas.  Radioenlaces: Es el envío de voz y datos a través del espectro electromagnético.  WiMAX: Normativa de transmisión de datos utilizando las ondas electromagnéticas en frecuencias de 2,5 GHz a 5,8 GHz.  Open Source: Se define como un código elaborado de forma en que sea accesible al público de manera libre y gratuito.  Hotspots: Se define como el espacio que abarca la cobertura de una señal WiFi.

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CAPÍTULO III

PROPUESTA TECNOLÓGICA

La presente propuesta está siendo ambientada de acuerdo con los requerimientos tecnológicos necesarios para una futura implementación que otorgue un servicio de conexión a internet gratuita beneficiando a la comunidad de Salitre en respecto a la educación, comercio y extendiendo el alcance de su comunicación tanto para los habitantes como sus turistas pertenecientes al cantón Salitre.

De igual manera, se estima como resultado del actual análisis y diseño que se propone, sea de utilidad para el reconocimiento social de Salitre como una ciudad inteligente.

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD

La factibilidad de la propuesta pasará por diferentes análisis que permitirá definir elementos de la propuesta que no se han tomado en cuenta hasta este momento y validar los componentes ya existentes refiriéndose a los equipos de comunicación que se establecerá en el diseño, infraestructura de red actual que pueda proporcionar el director de TI, los distintos proveedores de servicio de internet que abastezcan las exigencias del diseño a plantearse y los resultados del relevamiento en campo para la ubicación de la torre emisora como las estaciones bases. Se procederá a realizar una simulación del diseño de la red con tecnología WiMAX una vez se haya recogido la información de las coordenadas y herramientas Open Source de cada nodo, ingresando características técnicas según los datasheets correspondientes, además de propiedades del terreno para evaluar si el presupuesto de potencia es suficiente para la interconexión de los equipos terminales de la red inalámbrica, caso contrario se deberá identificar las variables para que cada uno de los enlaces se factible.

FACTIBILIDAD TÉCNICA

En respecto a la factibilidad técnica se necesita verificar diferentes parámetros tanto al nivel presupuestario con los recursos a utilizarse como la medición del espectro radioeléctrico usando herramientas que generen mapas de calor en tiempo real para eliminar zonas ciegas en el diseño además de evitar interferencias con otras redes con la finalidad de optimizar la conexión perpetua para los usuarios de la red pública. Éste proceso se debe iniciar a partir de una reunión con el gestor de TI del

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GAD de Salitre para que se trate sobre la disponibilidad y adaptabilidad de un análisis efectivo en el sector Bocana y a su vez se realice un levantamiento de información sobre su infraestructura tecnológica actual del municipio.

En el mercado se encuentran diversas soluciones inalámbricas en especial de última milla para entidades WISP (proveedores de servicio de Internet) mientras que la categoría de soluciones inalámbricas para redes públicas se enfoca en una competencia de rendimiento, funciones, tecnologías y operatividad entre distintas marcas. Ya que la intención de la propuesta es convertir a Salitre en una ciudad inteligente como son catalogadas muchas otras ciudades hoy en día alrededor del mundo debido a la implementación de este tipo de proyectos, se recomienda utilizar equipos de marca Ubiquiti quienes poseen soluciones vanguardistas muy bien valoradas en estos últimos años en el mercado ecuatoriano. Específicamente, para el desarrollo de los procedimientos mencionados se ha escogido su línea de equipos con capacidad para crear redes Mesh, dicha tecnología permitirá gestionar de una forma avanzada cada elemento de la red teniendo la facultad de balancear la carga de tráfico proporcionando una conexión lo más estable posible a cada usuario en este tipo de entorno.

Las redes WiMesh están innovando la manera en cómo se desarrollan los nuevos entornos inalámbricos bajo ciertas condiciones en la que otras tecnologías pueden tener falencias. Dicho tipo de tecnología no tan sólo enmalla varias redes WiFi emitidas por diversos equipos como una sola red inalámbrica unificada, sino que también tiene ventajas como el balanceo de carga en relación equipos/usuarios otorgando la oportunidad de maximizar al rendimiento y velocidad de conexión mínima para cada usuario final. Por lo cual encamina el tráfico de red más pesado hacia los equipos con más capacidad de atender dicho tráfico o aquellos en donde no estén conectados demasiados consumidores del servicio de acceso a Internet.

En el momento que algún dispositivo empieza la conexión a una red Mesh, ésta última empezará una búsqueda del nodo más óptimo en tiempo real previamente realizando una evaluación de estado de sus equipos y dispositivos anexados con anterioridad. Cabe recalcar que todo este proceso es imperceptible para el usuario final sin tener en cuenta a qué punto se encuentra conectado. Por lo tanto, se presenta en el siguiente cuadro los equipos necesarios para fomentar el diseño de la red a proponer:

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CUADRO 7. Equipos propuestos para Infraestructura de Red

COSTOS ESTIMADOS DE INFRAESTRUCTURA DE RED

RECURSO EQUIPO SELECCIONADO IMAGEN DEL EQUIPO ELEMENTOS PARA NODOS DE LA RED

Antena Sectorial 120° para los enlaces inalámbricos de largo Ubiquiti AM-5G19-120 airMAX alcance

Estación Base ubicada en Torreta con capacidad de Ubiquiti Rocket M5 airMAX conexión P2MP

Receptores de transmisión Ubiquiti LBE-5AC-23 airMAX Clientes CPE

Puntos de Acceso Principales con Tecnología Mesh (linkeados Ubiquiti UAP-AC-M-PRO UniFi con CPE)

Puntos de Acceso Secundarios con Tecnología Mesh (linkeados Ubiquiti UAP-AC-M UniFi entre sí junto al principal)

Switch Core L3 para el alto Mikrotik CCR1009-7G-1C+PC procesamiento en la capa de núcleo

Switch Core L3 para capa de TP-Link T1500G-10MPS distribución

Fuente: Datos de Investigación, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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Una vez que se tienen en claro que equipos van a ser necesarios para la red a ser propuesta durante el diseño, como es bien entendido se necesitará de un proveedor servicios de Internet (ISP) quien no sólo provea la capacidad de un plan gubernamental para sostener el efectivo rendimiento de conexión y navegación suficiente para cada usuario. Actualmente, hay algunos proveedores que ya tienen tiempo trabajando en el cantón Salitre, pero cabe destacar que no todos están habilitados para trabajar con entidades públicas, por lo cual habría que analizar el cuadro a continuación:

CUADRO 8. Proveedores de Servicio de Internet en Salitre

PERMISOS PARA ENTIDADES TIPO DE TECNOLOGÍA COBERTURA TRABAJO CON SECTOR PÚBLICO Telconet Fibra Óptica / Última Milla SI SI CNT EP Fibra Óptica / Última Milla SI SI Netlife Fibra Óptica / Última Milla NO NO Claro Fibra Óptica / Última Milla SI SI WifiTel Radio Enlace SI NO Punto Net xDSL NO NO

Fuente: Datos de Investigación, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

Sin embargo, ya que se tiene registro que el GAD de Salitre trabaja con Telconet con servicio de última milla por fibra óptica y para evitar mayor trámite de nuevos contratos con otros proveedores, se procederá a seleccionar como el ISP que proveerá el plan necesario para abastecer los requerimientos de la red WiMAX propuesta, además de esto cabe destacar que Telconet tiene experiencia en este campo como lo hizo en la red metropolitana inalámbrica de la Alcaldía de Guayaquil, sin embargo se necesitaría de otro proveedor como Claro para obtener una alta disponibilidad para el diseño.

Durante un pre análisis de los sectores más visitados de Salitre se dio como resultado que no tan solo la parroquia del sector Bocana considerado como el corazón comercial de Salitre es el más visitado, también se pretende extender el diseño hacia la playa artificial “La Fortuna”, la cual ha ganado popularidad entre los turistas y residentes éste último año. Por lo tanto, se considerarán los siguientes puntos para los enlaces inalámbricos:

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 Edificio Municipal – GAD Salitre

Se ha seleccionado el edificio municipal donde funciona el GAD de Salitre para la ubicación de la estación base, ya que es uno de los edificios más altos en la urbe con una extensión de 22 metros de altura al igual que la administración óptima que le podría dar su equipo de TI debido a que su Data Center se encuentra dentro del mismo edificio. Se trata de evitar mayormente interferencias en las líneas de vistas hacia cada equipo CPE por lo que se propone construir una torreta de 10 metros para ubicación de la antena sectorial para las conexiones LMDS correspondientes.

GRÁFICO 10. Edificio Municipal del GAD de Salitre

Fuente: Salitre, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

Mientras que las locaciones para la ubicación de los equipos CPE que constan parte de los enlaces inalámbricos a proponerse. Dichos nodos estarán conectados con el AP principal y a su vez éste último estaría linkeados a 2 o más AP secundarios para crear entornos inalámbricos ideales para el diseño. A continuación, se detalla cada sitio:

 Malecón Rio Vinces

Este sitio ha sido elegido debido a la afluencia de sus moradores considerado un lugar ideal para realizar deporte o para visitar junto a la familia.

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GRÁFICO 11. Vista Satélite de Malecón Río Vinces

Fuente: Google Earth, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

 La Bocana 1

El sector La Bocana es uno de los sitios más visitado por comerciantes de sus parroquias circundantes o de otras provincias, así como sus turistas donde puede encontrar farmacias, casas comerciales, negocios, bazares, restaurantes, mercado urbano, etc.

GRÁFICO 12. Vista Satélite de La Bocana 1

Fuente: Google Earth, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

 La Bocana 2

El presente sitio es una extensión del anterior ya que la extensión de esta parroquia urbana requeriría mínimo 2 enlaces inalámbricos para abastecer la conexión a todos sus posibles usuarios simultáneamente.

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GRÁFICO 13. Vista Satélite de La Bocana 2

Fuente: Google Earth, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

 La Fortuna

A petición del GAD de Salitre, como entidad patrocinadora del diseño de esta propuesta, se ha añadido un enlace inalámbrico para la playa “La Fortuna”, este sitio es promovido por el Municipio como el lugar con más atractivo turístico del cantón estos últimos años, ya que es una playa creada totalmente de manera artificial con cabañas a su alrededor ofreciendo diversos servicios como restaurantes, comercio de vestimentas, hoteles, etc.

GRÁFICO 14. Vista Satélite de La Fortuna

Fuente: Google Earth, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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A través de un vistazo general de los puntos explicados anteriormente mediante el uso de la herramienta Google Earth, se puede mostrar vía satélite cada enlace inalámbrico, además dicha herramienta se puede medir efectivamente parámetros como distancia y altitud de cado nodo para los enlaces inalámbricos posicionando con las coordenadas estimadas para estudio.

GRÁFICO 15. Representación Satélite de Enlaces Inalámbricos Propuestos

Fuente: Google Earth, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

Durante el uso de esta herramienta se puede sacar otros datos importantes para estimar los puntos necesarios para tener coberturas suficientes para los usuarios finales tales como la extensión del entorno inalámbrico y longitud exacta desde la BS.

CUADRO 9. Establecimiento de Radioenlaces

LONGITUD EXTENSIÓN DEL N° DE USUARIOS ENLACES INALÁMBRICOS DESDE ENTORNO DIARIOS ESTACIÓN BASE INALÁMBRICO ESTIMADO Malecón Rio Vinces 0,65 km 2,232.40 m² 100 La Bocana 1 0,65 km 1,243.99 m² 200 La Bocana 2 0,50 km 1,470.31 m² 250 La Fortuna 1,68 km 7,682.04 m² 375

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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FACTIBILIDAD LEGAL

La posible implementación del diseño propuesto en un futuro tiene el fin de justificar el problema existente en el cantón de Salitre que corresponde a la falta de una red pública gratuita para su comunidad y a su vez proporcionar una solución a la falta de servicio de internet debido al difícil acceso a esta tecnología por parte de la mayoría de ISP’s que prestan estos servicios al cantón.

Tiene la responsabilidad de reducir la brecha digital que tiene la educación y la innovación con el diario vivir de su población. El hecho de proveer conexiones de internet a zonas no atendidas en el país está principalmente fundamentado en las redes inalámbricas con gran realce lo que ha llevado a impulsar a las personas que residen en lugares alejados ejerciendo de estos medios de comunicación y de transmisión a nivel mundial.

La máxima autoridad del Estado dijo que la humanidad está actualmente interconectada y Ecuador no se puede quedar atrás en el avance tecnológico, confirmando que la decisión del gobierno del Ecuador es ofrecer internet barato al alcance de todos para asegurar el acceso a la ciudadanía para la tecnología. El impacto de esta red pública gratuita propuesta para el cantón Salitre se verá reflejado en la optimización de la educación y nuevos accesos a oportunidades, a través del acceso al Internet, esto permitirá llevar al cantón hacia la transformación digital habilitando el aumento de la productividad y competitividad a comparación de otros cantones.

De acuerdo a lo estudiado de la tecnología WiMAX se utilizaría la versión 802.16a, ya que los enlaces inalámbricos se tiene planteado que trabaje con equipos en una frecuencia de 5GHz por motivos de evitar interferencias con otras redes residenciales que trabajen en la frecuencia de 2.4Ghz, mientras que para los entornos inalámbricos interconectados de cada locación se trabajará bajo la frecuencia de 2.4 MHz, esto último debido a que hoy en día no toda la población tiene a su disposición de dispositivos para conectarse a la frecuencia de 5GHz. Las frecuencias anteriormente indicadas trabajan bajo las bandas no licenciadas en las que WiMAX opera y proporcionando un ancho de banda por canal 40 MHz, siempre y cuando se encuentre en las mejores condiciones técnicas con los equipos que se van a implementar; dando origen a una disminución de costos, pero un poco más propenso a interferencias con otras redes por la saturación de canales inalámbricos presentes en el espectro radioeléctrico.

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Una vez detallada las frecuencias de trabajo de la red propuesta, se tiene que validar la potencia de transmisión para los equipos planteado según las restricciones que indique la entidad reguladora en el país, CONATEL. En el año 2010, CONATEL creó la “Norma para la implementación y operación de Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha”. Donde figura que los niveles de potencias para la frecuencia central de 2.48 GHz, se define como límite una potencia de transmisión hasta de 1W dando validez según el datasheet del equipo propuesto en los Anexos 2 y 3. Mientras que para la frecuencia de los enlaces inalámbrico de largo alcance de 5GHz, le define como límite hasta 50mW, validando según las características del equipo que se puede verificar en los Anexos 4 y 5.

CUADRO 10. Límites Técnicos de los Sistemas de Modulación Digital de Banda Ancha

Fuente: CONATEL, 2010

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FACTIBILIDAD OPERACIONAL

Se basará la factibilidad operacional en definir las ventajas y desventajas del terreno en respecto a los recursos que puedan proporcionar para la constitución de la red propuesta. Se debe entender que algunos de los puntos anteriormente detallados pueden tener o no un sistema eléctrico para encender cada uno de los puntos de acceso, así como el sistema de conexión y estructural de la ubicación del equipo. Sin embargo, esta problemática puede ser solucionado a través de una inversión en el sistema eléctrico para cada nodo en la red, de la misma manera se considera bobina de cables de red Cat5E para exteriores y Cat6A para interiores. Además se debe considerar aspectos importantes de mantenimiento para priorizar una operatividad factible en un futuro cuando el GAD de Salitre implemente dicha red, tales como:

 El correcto direccionamiento de las antenas, así como el estado de las mismas y cables de alimentación de los Outdoor Hotspots, por lo que se recomendarían visitas técnicas a cada nodo de manera periódica, de esta manera se validarían los estados de conectores bajo factores como humedad o desgasto del material e incluso mantener el nivel de impermeabilidad alto para evitar tanto daños de equipos como inestabilidad de conexiones de usuarios finales.  Las actualizaciones a nivel del firmware, éste factor es muy importante para mantener actualizado cada equipo que constituiría la red propuesta.  Proceso de limpieza de equipos, se debería asegurar que los equipos estén libre de impurezas del polvo que podría surgir por estar en campo libre, vale recalcar que éste factor puede ser el principal motivo a un bajo rendimiento de la redes WMAN.  Configuraciones de ACL y Seguridad MAC, estos procedimientos se consideran vitales para quitar la vulnerabilidad de la red a ataques externos que pueden ser muy susceptibles en especial porque la red pública tendría protocolo de seguridad abierto, dando oportunidad a atacantes para vulnerar y robar datos sensibles del Data Center del municipio.

Las redes WMAN públicas (acceso gratuito a Internet) deben de tener algunas restricciones de contenido para garantizar la integridad de sus usuarios y limitar el uso excesivo de aplicaciones que pueden saturar la conexión para otros usuarios. Para resolver esta temática se necesitaría de un servidor Proxy para prohibir acceso a contenidos que puede ser considerado peligroso o inadecuado como los siguientes:

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 Contenido violento o que fundamente al odio.  Contenido de operaciones ilegales como transacciones bancarias ilegales.  Contenido que fundamente el uso de armas, consumo de drogas entre otros conceptos peligrosos para la sociedad.  Contenido con publicidad online engañosa.  Contenido pornográfico.

La elección de equipos Ubiquiti para el diseño del presente proyecto, no es sólo por sus características sino por las utilidades para la administración a través de plataformas que serían vitales para minimizar tanto la carga operativa del equipo de TI como mantener un porcentaje alto de ANS (Acuerdo de Nivel de Servicios). Se presentan a continuación los distintos utilitarios que nos ofrece Ubiquiti:

 airControl: Es un utilitario para optimizar la administración de la red en base a parámetros operativos como potencias de transmisión y recepción de cada nodo del radioenlace gestionado a través de mapas que indican desde coordenadas, IP, MAC de los equipos hasta el nivel de señal en dBM que está proporcionando en tiempo real.

GRÁFICO 16. Herramienta airControl de Ubiquiti

Fuente: Ubiquiti, 2015

 airView: Éste software sería muy utilizado al momento de realizar un análisis avanzado del espectro radioeléctrico sin necesidad de trasladarse al nodo de forma presencial. Se puede analizar el nivel de funcionalidad del enlace a través de su longitud de onda identificando señales indeseables como el ruido,

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así mismo permite planificar las redes para minimizar las posibles interferencias que resulten periódicamente, a través de cambios en los intervalos de energía de la longitud de onda o cambios al nivel de frecuencia. De forma adicional también tiene la característica de grabar y generar reporte de resultados de los análisis de espectro.

GRÁFICO 17. Herramienta airView de Ubiquiti

Fuente: Ubiquiti, 2015

 UniFi Controller: Es una plataforma que permitirá al departamento de TI mantener un control total sobre parámetros de la red WMAN tales como gráfico de mapas de calor de cada nodo, estadísticas sobre el tráfico de red, representaciones visuales del estados de los diferentes segmentos de la red, gráficas de los uplinks de los equipos activos en la topología, diseño de portal cautivo de la red generalizada que podría ser “AlcaldiaSalitre”, crear múltiples grupos inalámbricos asignados a un AP principal, entre otras funcionalidades que pueden ser igualmente accesibles incluso con su versión UniFi Mobile App para dispositivos como Tablet o Smartphone.

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GRÁFICO 18. Herramienta UniFi Controller de Ubiquiti – Estadísticas del tráfico de red

Fuente: Ubiquiti, 2015

GRÁFICO 19. Herramienta UniFi Controller de Ubiquiti – Generación de mapas de calor

Fuente: Ubiquiti, 2015

Sin embargo, la principal tarea para demostrar éste tipo de factibilidad para el presente proyecto, es definir la carga máxima de datos a la que pueda ser sometida la red WMAN bajo un caso hipotético de que todos los usuarios estimados por cada sector estén conectados simultáneamente. Teniendo en cuenta que el número de usuarios totales estimados según el cuadro 10 es de hasta 1050 usuarios por lo que se podría garantizar una velocidad mínima estándar para los usuarios que se conecten

41 a los Outdoor Hotspots de 256 Kbps para bajada y subida de datos, esto debido a que será tan utilizada para acceso a redes sociales o navegación a páginas web como para subir contenido en sus plataformas preferidas. Además se considera las conexiones WiFi de un máximo de 87 terminales interiores del edificio municipal con una velocidad mínima de 256 Kbps para subida y bajada con objetivo de que no tengan inconvenientes por la saturación que puede sufrir externamente la red de darse el caso.

CUADRO 11. Cálculo de datos Upstream & Downstream

CANTIDAD CANTIDAD DE DE SUSBTOTAL SUBTOTAL UBICACIONES EQUIPOS UPSTREAM DOWSTREAM USUARIOS UPSTREAM DOWNSTREAM POR NODO POR NODO Edificio 56 Municipal del (PC/Dispositi 56 256 Kbps 256 Kbps 14336 14336 GAD vos móviles)

Malecón Rio 4 Puntos de 100 256 Kbps 256 Kbps 25600 25600 Vinces Acceso

La Bocana (Av. 3 Puntos de 200 256 Kbps 256 Kbps 51200 51200 24 de Mayo 1) Acceso

La Bocana (Av. 3 Puntos de 250 256 Kbps 256 Kbps 64000 64000 24 de Mayo 2) Acceso

8 Puntos de La Fortuna 375 256 Kbps 256 Kbps 96000 96000 Acceso

TOTAL GENERAL 251136 251136

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

Ya que el cálculo está en Kbps se considera un equivalente aproximado a 251 Mbps en el caso supuesto de que todos los usuarios estimados estén conectados al mismo tiempo. Se estima que la mayoría de los usuarios serían los turistas que por lo general estarían conectados durante el día más no por las noches por motivos de viajes o seguridad con sus dispositivos, por lo tanto se procede a elegir un coeficiente de simultaneidad del 0.2 (Garrido & Santos, 2011), para simular el mínimo consumo de recursos informáticos, dicho factor es recomendado para aplicar en ambientes rurales tales como los sectores del cantón Salitre. La operación a continuación es una sencilla multiplicación del Total de Carga de la Red anteriormente calculada por el Coeficiente de simultaneidad seleccionado:

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Plan requerido = 251 Mbps x 20% = 50.2 Mbps

A través de éste calculado se puede garantizar que con un plan de contratación de Servicio de Internet de 50 Mbps sería suficiente para un buen rendimiento de conexión simultánea para la red, siempre y cuando la compartición que ofrezca el ISP sea 1:1.

FACTIBILIDAD ECONÓMICA

Por último, en cuanto a la factibilidad económica, se ha elabora un presupuesto estimado de inversión para la futura implementación de esta red solicitado durante conversaciones con el GAD de Salitre, sin embargo; ocasionalmente ciertos factores le favorecen a los ISP involucrados en éste tipo de proyectos, por lo que no se descarta que Telconet colabore con cierto % de inversión acordado con el Municipalidad de Salitre.

CUADRO 12. Presupuesto detallado para Red Propuesta

COSTOS ESTIMADOS DE INFRAESTRUCTURA DE RED PROPUESTA

RECURSO CANTIDAD PRECIO SUBTOTAL

ELEMENTOS PARA NODOS DE LA RED

Ubiquiti airMAX AM-5G19-120 Antena Sectorial 120° para los enlaces inalámbricos de 1 $224,90 $224,90 largo alcance

Ubiquiti airMAX Rocket M5 Estación Base ubicada en Torreta con capacidad de 1 $439,99 $439,99 conexión P2MP

Ubiquiti airMAX LBE-5AC-23 4 $99,99 $399,96 Receptores de transmisión CPE

Ubiquiti UniFi UAP-AC-M-PRO Puntos de Acceso Principales con Tecnología Mesh 3 $315,00 $945,00 (linkeados con CPE) Ubiquiti UniFi UAP-AC-M Puntos de Acceso Secundarios con Tecnología Mesh 10 $169,99 $1.699,90 (linkeados entre sí junto al principal)

Mikrotik CCR1009-7G-1C+PC Switch Core L3 para el alto procesamiento en la capa de 2 $761.62 $1,543.25 núcleo

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TP-Link T1500G-10MPS 2 $155.00 $310.00 Switch Core L3 para capa de distribución

Ubiquiti ETH-SP-G2 4 $12,44 $49,76 Protector contra sobretensiones para receptores CPE

OTROS ELEMENTOS ESTRUCTURALES PARA LA RED Contratación e instalación de nuevo ISP (Claro) para alta 1 180.00 $180,00 disponibilidad en el extremo empresarial Construcción de Torreta de 10m. ubicada en azotea del 1 $120,00 $120,00 edificio municipal del GAD de Salitre Bobina de cable UTP para exteriores Categoría 5E 1 $136,00 $136,00 (305m)

Bobina de cable UTP para Interiores Categoría 6A 1 $60,00 $60,00 (305m)

Sistema eléctrico para conexión de equipos 1 $500,00 $180,00

TOTAL GENERAL $6,288.76

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

Se destaca las siguientes observaciones sobre éste presupuesto que servirá para la futura implementación:

 Estos equipos se han evaluados por la marcas con una conexión de hasta 250 usuarios por puntos de acceso a la red simultáneamente.  No se detalla un presupuesto de software debido a que son Open Source todos los programas que se usan para el funcionamiento de este análisis y diseño.  Para la estructuración de la red se considera la instalación de equipos UAP- AC-M-PRO y UAP-AC-M para crear entornos inalámbricos interconectados.

ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO

De acuerdo con la metodología PPDIOO establecida en el capítulo I se puede detallar las siguientes etapas.

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PREPARACIÓN

Para esta etapa del proyecto se realizará el levantamiento de información siendo lo más optimo posible que permita satisfacer algunas de las necesidades de los residentes para impulsar los sectores turísticos tales como la conexión a internet.

Se detalla los siguientes puntos:

 Creación de un cronograma de actividades en la plataforma Project para tener el respectivo control de las tareas asignadas en el tiempo establecido.  Investigación de las compañías proveedoras de servicio de internet con cobertura en la zona.  Se establece una reunión con los gestores de TI del GAD de Salitre para solicitar documentaciones correspondientes y explicar los procedimientos que se llevarán a cabo.

Durante este proceso se consigue el diseño de la infraestructura actual donde se destaca en el siguiente diagrama los equipos TP-Link TL-SG1016DE que pueden ser reutilizados para la capa de distribución del diseño a proponer.

GRÁFICO 20. Diagrama de Infraestructura Actual del GAD

Fuente: Microsoft Visio Profesional, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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PLANIFICACIÓN

Equipos para diseño propuesto de red

Antes de detallar características básicas que de los equipos seleccionados que servirán para la simulación respectiva de radioenlaces o entornos inalámbricos correspondientes, se deber tener las siguientes consideraciones obtenidas de la presente investigación sobre la tecnología necesaria para la red propuesta:

 Los equipos que constituyen los radioenlaces deberían de operar bajo el estándar IEEE 802.16e.  Velocidad de transmisión mínima de 256 Kbps de los AP’s a los usuarios inalámbricos.  Velocidad de transmisión mínima de 50 Mbps desde la Estación Base.  Funcionamiento en la Banda de Frecuencia de 2.4 – 2.483 GHz para los Outdoor Hotspots junto a una frecuencia central de 5 GHz para los radioenlaces.  Potencia de transmisión máxima de 1W (30dBm) según lo permitido por la ley.  La Estación Base debe tener la posibilidad de adaptar antenas externas para conseguir mayor ganancia al momento de transmitir y puedan detectarle los equipos CPE, ya que el tipo de enlace va a ser de punto a multipunto se recomienda utilizar una antena sectorial que permita establecer el radioenlace eficazmente.  Mientras que para los equipos CPE pueden tener antenas direccionales que apunte directamente hacia la Estación Base.

De acuerdo a las consideraciones indicadas anteriormente, se procede a detallar brevemente cada equipo propuesto:

 Estación Base Ubiquiti airMAX Rocket M5 que va a ser utilizado para la transmisión punto-multipunto desde la azotea del edificio municipal hasta cada uno de los equipos CPE. Se pueden destacar las siguientes características principales del equipo:

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CUADRO 13. Características Técnicas principales del Ubiquiti airMAX Rocket M5

Características Principales Rango de Frecuencia 5.150 – 5.875 GHz Potencia de Transmisión 22dBm/500mW (Bajo un Data Rate de 50 Mbps)

Método de Acceso IEEE 802.16e con tecnología TDMA

1 Puerto Blindado Ethernet 10/100Mbps (LAN0/POE) 1 Puerto Blindado Ethernet 10/100Mbps (LAN1) 2 RP-SMA (Waterproof RF Connections) Interfaces / Servicios Web Server, SNMP, SSH Server, Telnet , Ping Watchdog, DHCP, NAT, Bridging, Routing Soporte a través de plataformas como airOS, airView, airControl.

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

 Equipo CPE Ubiquiti airMAX LBE-5AC-23 los cuales serán ubicados como receptores en diferentes puntos turísticos de la ciudad, estos harán directamente enlace con la Estación Base a la vez se conectaran directamente con el AP principal de su entorno inalámbrico Ubiquiti UniFi UAP-AC-M-PRO que proporcionaría el acceso a los usuarios. En el siguiente cuadro se destacan sus características más importantes:

CUADRO 14. Características Técnicas principales del Ubiquiti airMAX LBE-5AC-23

Características Principales Rango de Frecuencia 5.150 – 5.875 GHz Sensibilidad de Recepción -77dBm (Bajo Data Rate de 6x 64QAM (¾))

Método de Acceso IEEE 802.16e con Tecnología TDMA

1 Puerto Blindado Ethernet 10/100Mbps (LAN0/POE) Interfaces / Certificaciones Shock and Vibration ETSI300-019-1.4 ETSI Specification EN 302 326 DN2 ESD/EMP Protection ± 24 kV Contact / Air

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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 Antena Sectorial Ubiquiti airMAX AM-5G19-120, la cual proporcionará más ganancia a la trasmisión de datos y mejor calidad de recepción porque son recomendadas para enlace punto-multipunto. Se destacan las siguientes características principales:

CUADRO 15. Características Técnicas principales del Ubiquiti airMAX AM-5G19-120

Características Principales Rango de Frecuencia 5.15 – 5.85 GHz Ganancia 18.6 – 19.1 dBi Dimensiones 700 x 135 x 73 mm Certificación ETSI EN 302 326 DN2 Polarización Vertical y Horizontal a 123° (6dB)

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

 Puntos de Acceso primarios de cada entorno inalámbrico Ubiquiti UniFi UAP- AC-M-PRO, estos estarán conectados directamente con los equipos CPE junto a 2 o más uplinks secundarios UAP-AC-M.

CUADRO 16. Características Técnicas principales del Ubiquiti UniFi UAP-AC-M-PRO

Características Principales Rango de Frecuencia 2.4GHz y 5GHz (Doble banda) Soporte de Conexiones Hasta 250 clientes simultáneos

Método de Acceso IEEE 802.11a con Tecnología TDMA

1 Puerto Blindado Ethernet 10/100/1000Mbps (LAN0/POE) 1 Puerto Blindado Ethernet 10/100/1000Mbps (LAN1) VLAN 802.1Q, QoS Avanzada, Gestor de Interfaces / Servicios Tráfico, WMM MIMO 3x3 con Velocidad hasta 450Mbps en 2.4GHz Administración por plataforma UniFi Controller

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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 Puntos de Acceso secundarios de cada entorno inalámbrico Ubiquiti UniFi UAP-AC-M, estos estarán conectados directamente hacia un solo AP primario UAP-AC-M-PRO perteneciente a su segmento de red

CUADRO 17. Características Técnicas principales del Ubiquiti UniFi UAP-AC-M

Características Principales Rango de Frecuencia 2.4GHz y 5GHz (Doble banda) Soporte de Conexiones Hasta 250 clientes simultáneos

Método de Acceso IEEE 802.11a con Tecnología TDMA

1 Puerto Blindado Ethernet 10/100/1000Mbps (LAN0/POE) VLAN 802.1Q, QoS Avanzada, Gestor de Tráfico, WMM Interfaces / Servicios MIMO 2x2 con Velocidad hasta 300Mbps en 2.4GHz Administración por plataforma UniFi Controller

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

 Switch Core Administrable TP-Link T1500G-10MPS, el cual estaría interconectando la Estación Base con la infraestructura de red interna del municipio y de conectar el centro de datos con la capa de núcleo. En el siguiente recuadro se puede distinguir los atributos más importantes:

CUADRO 18. Características Técnicas principales del TP-Link T1500G-10MPS

Características Principales Tipo de Dispositivo Conmutador Gestionado L3

8 Puertos RJ45 10/100/1000Mbps que soportan PoE+ Puertos 2 Ranuras SFP 100/1000Mbps (Auto Negociación/Auto MDI/MDIX)

IEEE 802.3i, IEEE 802.3u, IEEE 802.3ab, IEEE802.3z, IEEE Protocolo de 802.3ad, IEEE 802.3x, IEEE 802.3af, IEEE 802.3at, IEEE interconexión 802.1d, IEEE 802.1s, IEEE 802.1w, IEEE 802.1q, IEEE 802.1x, IEEE 802.1p

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10BASE-T: UTP/STP categoría 3, 4, 5 cable (máximo 100m) 100BASE-TX/1000Base-T: UTP categoría 5, 5e o superior Interfaces con los medios máximo 100m) 100Base-FX: MMF Módulo SFP 1000BASE-X: MMF, SMF

Funcionalidades QoS, ACL, VLAN, IGMP Snooping, Flow Control, Link Aggregation, STP, MLD Snooping Velocidad de transferencia 20Gbps

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

 Switch Poe Administrable TP-Link TL-SG1016DE, dos unidades de este modelo ya existentes en la red actual del GAD serían suficiente para suministrar el acceso y seguridad de puertos requeridas para estaciones de trabajo, puntos de acceso o router inalámbricos que estarían segmentado por plantas. A continuación se difiere de las características del anterior:

CUADRO 19. Características Técnicas principales del TP-Link TL-SG1016DE

Características Principales Tipo de Dispositivo Conmutador Gestionado 16 puertos RJ45 a 10/100/1000 Mbps con negociación Puertos automática (MDI/MDIX automático)

Protocolo de IEEE 802.3i, IEEE 802.3u, IEEE 802.3ab, IEEE 802.3x, IEEE interconexión 802.1q, IEEE 802.1p

IGMP Snooping V1/V2/V3 Agregación Estática de Enlaces Port Mirroring Diagnóstico de Cables Prevención de Loop Funcionalidades Soporta prioridad 802.1p/DSCP Soporta 4 colas de prioridad Límite de envío Control de ráfagas de broadcast Soporte hasta 128 VLANs simultáneas (de 4K VLAN IDs) MTU/Puerto/Tag VLAN

Velocidad de transferencia 32Gbps

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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 Switch Core Poe Administrable MikroTik CCR1009-7G-1C+PC, tal equipo es necesario para utilizarlo en la capa de núcleo al momento de diseñar se podría obtener una alta disponibilidad en el diseño añadiendo una unidad como backup del núcleo primario en todos sus procesos. Las características principales que se pueden destacar son las siguientes:

CUADRO 20. Características Técnicas principales del MikroTik CCR1009-7G-1C+PC

Características Principales Switch Administrable 9 core Lvl 6 Networking Tipo de Dispositivo CPU 7 puertos Gigabit Ethernet + 1 Combo (SFP o Puertos Gigabit Ethernet) Auto Negociación/Auto MDI/MDIX Velocidad de Hasta 18Gbps a través de RouterOS transferencia Memoria RAM 2GB Dimensiones 272x190x47mm

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

Para la investigación en campo ya mencionada, se procedió a realizar pruebas de eficiencia con los equipos Ubiquiti UniFi detallados últimamente, a través de un testeo real como la evaluación del espectro electromagnético con objetivo de comprobar si hay interferencias con otras redes en especial en los canales 1, 6, 11; así mismo como la medición de la potencia de la señal y el mapa de calor para poder ubicar de manera correcta el siguiente punto de acceso teniendo como margen de señal óptima/buena un rango de valor entre -65 dBm a -69 dBm. Para realizar todos estos procesos se utilizaron aplicaciones disponibles para smartphones y se pueden descargar directamente desde Google Play sin ningún costo, se explica brevemente sus funcionalidades a continuación:

 WiFiHeatmap: Esta aplicación permite cargar a través de GPS mapas satelitales para poder dibujar los mapas de calor.  WiFi HeatMap: Esta aplicación a diferencia de la anterior proporciona una funcionalidad de marcado automático de calor a través del GPS mientras una recorre el área de medición.  WiFi Analyzer and Surveyor: La funcionalidad que la hace diferente a muchos analizadores es que permite visualizar de manera agradable y exportar las

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mediciones del espectro radioeléctrico que se realicen durante el uso de la aplicación.  WifiMan: Herramienta desarrollada por Ubiquiti, ésta tiene un medidor en tiempo real la potencia de la red wifi a la cual se esté conectado indicando a través de colores identificativos y factores técnicas la calidad de señal.

Una vez realizada las mediciones en cada uno de los puntos se puede recopilar los resultados de la investigación en la siguiente tabla:

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CUADRO 21. Resultados de Análisis en Campo

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Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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DISEÑO

Diseño de Red Propuesta

Una vez realizado el análisis en campo y validando cada nodo de la red inalámbrica, se procede a diseñar un diagrama de red para detallar de manera esquematizada la infraestructura a través del software Microsoft Visio Profesional. Para el diagrama propuesto se ha toma criterios principales como la alta disponibilidad en un diseño jerárquico en la capa de núcleo y distribución además de configuración de balanceo de carga en las capas mencionadas con protocolos como HSRP o Round Robin. Se propone una segmentación de red a través de a VLAN’s para la Planta Baja y Planta Alta mientras que la granja de Servidores estarán agrupados para un solo Switch de distribución de capa 3 con seguridad ACL para filtrar el tráfico externo y salvaguardar la integridad del centro de datos. Por último para tener una disponibilidad completa en el servicio brindado a los usuarios de esta red se plantea contratar un servidor ISP adicional junto a una configuración de balanceo de carga para una respuesta automática cuando el servicio de Internet se interrumpa con el ISP primario. Éste diagrama de red se puede verificar a continuación:

GRÁFICO 21. Diseño de red propuesto para GAD de Salitre

Fuente: Microsoft Visio Profesional, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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El diseño de red propuesto se ha simulado a través del software Cisco Packet Tracer, a pesar de no utilizar los mismos modelos se puede comprobar la factibilidad de la infraestructura, direcciones de red, seguridad ACL, segmentación de VLAN, protocolo HSRP para balanceo de carga, protocolo de enrutamiento dinámico OSPF entre otros criterios que se han utilizado según la imagen a continuación:

GRÁFICO 22. Diagrama lógico y simulación de la red propuesta

Fuente: Cisco Packet Tracer, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

Simulación de Radioenlaces

De acuerdo a los puntos de acceso vistos en el anterior anexo, se seleccionó 4 puntos de acceso primarios que estarán conectados con el equipo CPE, éste último debe tener establecido un radioenlace con una potencia de recepción lo suficientemente factible para validar el diseño final de la red propuesta. Se utilizará la aplicación Radio Mobile para simular los respectivos radioenlaces y verificar la factibilidad de cada uno; ingresando parámetros técnicos del datasheet como la potencia, sensibilidad de recepción, ganancia de antenas de los equipos.

El primer paso para simulación es el ingreso de los siguientes datos para visualizar el Mapa respectivo de Salitre donde estarán ubicados los equipos:

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GRÁFICO 23. Ingreso de parámetros para la Zona Simulada

Fuente: Radio Mobile, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

GRÁFICO 24. Representación Geográfica de la Zona Simulada

Fuente: Radio Mobile, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

Una vez establecidos los respectivos sistemas en los puntos ya localizados de acuerdo a las respectivas coordenadas desde Google Earth, se determina que la

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altura final de la estación Base será de 32 metros contando con elevación geográfica de la zona y la torreta sugerida para posicionar la antena sectorial junto a la estación base, mientras que la altura total de los CPE varían entre 5 – 10 metros tomando en cuenta el factor geográfico anterior.

 Enlace GAD_Malecón Río Vinces

GRÁFICO 25. Información de Radioenlace GAD_Malecón Río Vinces

Fuente: Radio Mobile, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

CUADRO 22. Resumen de Radioenlace GAD_Malecón Río Vinces

PARÁMETRO DEL ENLACE OBSERVACIONES

Distancia Total 0.65 Km *Zona Fresnel mayor al 60% en toda la trayectoria. *Nivel de Potencia de Recepción en Malecón Río Peor Caso de Despeje de Fresnel 3.1F1 Vinces es mayor al umbral de -77dBm. *Nivel de Potencia de Recepción en Edificio del GAD Nivel de Potencia Rx (Malecón Río es mayor al umbral de -75dBm. -51.1 dBm Vinces) *El radioenlace con Malecón Río Vinces (AP primario / Malecón Río Vinces 2) se puede Nivel de Potencia Rx (Edificio del GAD) -51.1 dBm constituir sin inconvenientes de cobertura.

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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 Enlace GAD_La Bocana 1

GRÁFICO 26. Información de Radioenlace GAD_La Bocana 1

Fuente: Radio Mobile, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

CUADRO 23. Resumen de Radioenlace GAD_La Bocana 1

PARÁMETRO DEL ENLACE OBSERVACIONES

Distancia Total 0.65 Km *Zona Fresnel mayor al 60% en toda la trayectoria *Nivel de Potencia de Recepción en CPE es mayor al Peor Caso de Despeje de Fresnel 3.8F1 umbral de -77dBm *Nivel de Potencia de Recepción en Estación Base es mayor al umbral de -75dBm Nivel de Potencia Rx (La Bocana 1) -46.2 dBm *El radioenlace con La Bocana 1 (AP primario / La Bocana 1-2) se puede constituir sin inconvenientes de Nivel de Potencia Rx (Edificio del GAD) -46.2 dBm cobertura.

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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 Enlace GAD_La Bocana 2

GRÁFICO 27. Información de Radioenlace GAD_La Bocana 2

Fuente: Radio Mobile, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

CUADRO 24. Resumen de Radioenlace GAD_La Bocana 2

PARÁMETRO DEL ENLACE OBSERVACIONES

Distancia Total 0.50 Km *Zona Fresnel mayor al 60% en toda la trayectoria *Nivel de Potencia de Recepción en CPE es Peor Caso de Despeje de Fresnel 5.6F1 mayor al umbral de -77dBm *Nivel de Potencia de Recepción en Estación Nivel de Potencia Rx (La Bocana 2) -44.1 dBm Base es mayor al umbral de -75dBm *El radioenlace con La Bocana 2 (AP primario / La Bocana 2-2) se puede constituir sin Nivel de Potencia Rx (Coliseo) -44.1 dBm inconvenientes de cobertura.

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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 Enlace GAD_La Fortuna

GRÁFICO 28. Información de Radioenlace GAD_La Fortuna

Fuente: Radio Mobile, 2020 Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

CUADRO 25. Resumen de Radioenlace GAD_La Fortuna

PARÁMETRO DEL ENLACE OBSERVACIONES

Distancia Total 1.68 Km *Zona Fresnel al 40% en la trayectoria *Nivel de Potencia de Recepción en CPE es mayor al umbral de -77dBm Peor Caso de Despeje de Fresnel 0.5F1 *Nivel de Potencia de Recepción en Estación Base es mayor al umbral de -75dBm *El radioenlace con La Fortuna (AP primario / Nivel de Potencia Rx (Mercado 1) -57.2 dBm La Fortuna 5) a pesar de tener un 40% de Zona de Fresnel no sufre mayores pérdidas en la intensidad de la señal, por lo tanto, se puede Nivel de Potencia Rx (Coliseo) -57.2 dBm constituir sin inconvenientes de cobertura.

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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Guía de Configuración de Red Inalámbrica con UAP-AC-M-PRO

El UAP-AC-M-PRO admite la implementación de redes inalámbricas en la red UniFi Wi-Fi. Esta función requiere un AP UniFi que esté actualmente gestionado y que funcione con la siguiente configuración:

 El punto de acceso UniFi debe estar ejecutando un firmware v3.7.7 o superior.  Al menos uno de los SSID está activado y funciona en la banda de 5 GHz.  El UAP-AC-M-PRO debe estar dentro del rango inalámbrico del punto de acceso UniFi.

1.- Se descarga e instala la última versión del software de control UniFi. Ejecútelo y siga las instrucciones en pantalla. Las instrucciones paso a paso para el software y la guía del usuario están disponibles en: ui.com/download/unifi.

2.- Después de instalar el software y ejecutar el asistente de instalación de UniFi, aparece una pantalla de inicio de sesión para la interfaz de administración de control de UniFi. Ingrese el nombre y la contraseña del administrador que creó y haga clic en la opción de inicio de sesión.

3.- Una vez preparado, pulsaremos el botón de “Launch a Browser to manage the network” el controlador UniFi, lanzamos el programa y se abrirá un navegador para poder configurar y gestionar los puntos de acceso.

GRÁFICO 29. Instalación de controladora UniFi

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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4.- Una vez hemos accedido con las credenciales, podemos ver una visión general del controlador, en este caso como todavía no hemos añadido ningún AP todos los valores están por defecto.

GRÁFICO 30. Ingreso al portal del controlador UniFi

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

5.- Habilitado el usuario y la contraseña, ingresamos al portal UniFi, se podrá observar que no hay ningún dispositivo WLAN conectado, debido a que no ha identificado algún dispositivo.

GRÁFICO 31. Vista Generalizada de la Red desde portal UniFi

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

6.- Nos dirigimos a la opción de DEVICES que se encuentra en la parte lateral izquierda, aquí nos permitirá ver los dispositivos que se hayan detectado. Una vez detectado el UAP-AC-M-PRO, se podrá configurar el equipo. El equipo que hemos conectado está en valores de fábrica, por lo que nos aparece con el estado de

69 pendiente de adoptar (“PENDIENTE DE APROBACIÓN”), pero podría aparecer en “GESTIONADO POR OTROS” en caso de que el UniFi hubiese sido adoptado/configurado previamente en otro controlador.

GRÁFICO 32. Verificación de dispositivos en portal UniFi

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

7.- Se procede a verificar el ESTADO del equipo, las acciones a tomar para el equipo es la ADOPCIÓN.

8.- Damos clic en donde indica como Adopción pendiente, esto abrirá una ventana para poder configurar la antena y procederemos con la adopción, ingresando el usuario y la contraseña previamente definidos. También se puede adoptar desde la ventana de DISPOSITIVOS en la parte lateral derecha, damos clic en el check que indica en color azul.

9.- Una vez iniciado el proceso de ADOPCIÓN, una vez ha adoptado al dispositivo, nos cambiará de nuevo de estado, y pasará a “ACTUALIZANDO” o a “PROVISIONANDO”, En nuestro caso, ha detectado que tenía una versión de firmware actualizada por lo que paso a “PROVISIONANDO “caso contrario se actualizará el firmware del UniFi antes de aplicarle la configuración.

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GRÁFICO 33. Adopción de dispositivos en portal UniFi

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

10.- En caso de que el equipo no tenga un firmware actualizado, lo actualizara y entonces nos cambia de estado a “PROVISIONANDO” en el que está aplica la configuración que hemos hecho inicialmente en el controlador (le pondrá el SSID y la contraseña definida al principio del documento, y la configuración definida en el controlador).

11.- Procedemos a configurar el equipo, empezando por el ALIAS en este caso lo llamaremos “Alcaldia_Salitre” para este proyecto, damos guardar y los cambios se realizarán automáticamente.

GRÁFICO 34. Configuración de red inalámbrica a través de UniFi

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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12.- Se procede a modificar otros parámetros, como RADIO y fijar el canal, etc. Y si se necesitara utilizar VLAN´s, el dispositivo Ubiquiti permite esa opción, marcando con un tag VLAN todos los paquetes de los clientes WiFi que estén asociados al punto de acceso. No entraremos en detallar mucho más la configuración del equipo, si fuera necesario consultar con el foro de Ubiquiti o el manual guía.

GRÁFICO 35. Configuración de parámetros de red inalámbrica a través de UniFi

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

13.- Llegados a este punto, ya tendríamos nuestro equipo configurado y trabajando de forma independiente, al cual ya es posible conectarse por cualquier medio tecnológico.

14.-Prueba factible de un equipo Smartphone enlazándose con la red “Alcaldia_Salitre” la cual fue creada desde la plataforma UniFi con acceso a internet.

15.- Se realiza prueba de testeo en programa https://www.speedtest.net/es en el dispositivo smartphone que esta conectado, para verificar la veracidad del acceso a internet lo cual es demostrado en la siguiente imagen.

16.- Podemos verificar en la plataforma del equipo Ubiquiti UAP-AC-M-PRO demas opciones que nos ayudarán a verificar el estado de los equipos conectados, sus estadisitcas de conexión, asi mismo se puede realizar un vistazo en general de todos los equipos enlazados y revision de los eventos que acontencieron en el dispositivo.

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GRÁFICO 36. Reporte de prueba sobre nuevo equipo conectado a la red

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

GRÁFICO 37. Estado de usuarios conectados a la red

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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Diseño del Portal Cautivo

 Se procede a ingresar a configuraciones en la plataforma Ubiquiti, en el apartado “Redes Inalámbricas”, se habilita la opción “Aplicar políticas de invitado portal cautivo, autentificación de invitados, access”.

GRÁFICO 38. Módulo de configuración de Red Inalámbrica Generalizada

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

 Después nos dirigimos a la opción “Control de Invitados”, en esta opción se nos permite configurar el portal cautivo, personalizarlo, elegir el tiempo de conexión de los invitados y elegir el modo de autenticación.

GRÁFICO 39. Diseño de portal cautivo de Red Inalámbrica Generalizada

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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 Una vez ingresado y guardado las configuraciones, procedemos al ingreso de un dispositivo como un smartphone a la red “Alcaldia_Salitre” y se redirige al portal cautivo creado con anticipación.

GRÁFICO 40. Test de portal cautivo configurado

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

ENTREGABLES DEL PROYECTO

Culminado el análisis y diseño de la red WiMAX, se procede a explicar la validación de configuraciones tanto para la simulación de los radioenlaces con Radio Mobile así como la infraestructura de red con los equipos completos, servidores y servicios a través del software Cisco Packet Tracer. Al igual que el diagrama de red creado en Microsoft Visio, el presupuesto de inversión en la propuesta, el reporte de la investigación en campo con los mapas de calor, coordenadas de cada punto de acceso y mediciones de potencia del espectro radioeléctrico serán entregados por oficio directo al GAD de Salitre como a la Universidad de Guayaquil a través de la presente tesis.

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CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA

La validación de la propuesta es esencial para que el proyecto continuara adelante, en éste caso como está dirigido al GAD de Salitre, se solicitó el respectivo permiso para la investigación en campo que se puede ver en el Anexo 6. Por lo tanto, no se requiere de encuestas dirigidas hacia los habitantes o turistas para obtener una validación de la propuesta misma. Sin embargo, se requiere de una entrevista con el gestor de TI encargado Ing. César Pava para tratar temas de tecnologías a utilizarse y solicitudes de información técnica de la infraestructura de red actual.

Durante una comunicación previa para dar conocimiento a las autoridades sobre el proyecto con el Concejal Levi Jiménez el día 10 de Junio del presente año, se manifestó que por orden de la Alcaldía se exige que se presente un plan presupuestario junto al diseño comentado para la futura implementación. Éste requerimiento se puede verificar en la factibilidad Económica del anterior capítulo.

La entrevista mencionada anteriormente se concilió el día 10 de Septiembre del presente año a través de la plataforma zoom, destacando que la presente propuesta es sólo de análisis y diseño, sin ninguna implementación de por medio; por lo cual se comparte unas presentaciones para explicar brevemente ideas principales del diseño y el presupuesto presentado en éste capítulo. A continuación se detallan puntos importantes durante la entrevista:

Entrada de Entrevista

“Ing. César Pava se une a la reunión por zoom presentándose y manifestando que el análisis y diseño debe extenderse también a la playa La Fortuna por disposición del Alcalde”.

Preguntas y Respuestas

 Emilio Ordóñez: “Luego de la presentación que hemos compartido, queremos saber datos necesarios e importantes para nuestro diseño como el número de personas que visitan y se encuentra tanto el sector La Bocana como en la playa La Fortuna, ¿El departamento de turismo tiene en su posesión ésta información?”;  Ing. César Pava: “Por supuesto, deberían de tener una media exacta en caso de que no tenga esta media, podemos estimarles un aproximado por sector pero quiero recalcar el manifiesto por parte de mis autoridades en respecto al

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diseño, queremos que se extienda hacia la playa artificial La Fortuna ya que es el lugar turístico más promocionado por la municipalidad en éste año”;  Jesua Lozano: “No hay ningún problema, le comentamos que también requerimos de un informe técnico de la infraestructura de red actual del edificio municipal para analizar cuáles serían los recursos que se podrían aportar al diseño”;  Ing. César Pava: “No tenemos exactamente un informe con esquemas sin embargo puedo enviarles un listado de los recursos de hardware y software de requerirlo”;  Emilio Ordóñez: “Me parece bien, quedamos a la espera de estos documentos, de ser posible nos pueda adjuntar datos demográficos más actualizados de la población en estos sectores mencionados ¿Quisiera saber su opinión sobre la tecnología Mesh de los equipos Ubiquiti proporcionados?”;  Ing. César Pava: “Sin duda, les enviaremos los datos necesarios para el diseño. En respecto a la tecnología Mesh, me pareció interesante como puede llegar a evitar la sobrecarga de tráfico a ciertos puntos de acceso dentro de cada entorno inalámbrico”;  Jesua Lozano: “Tenemos una última consulta importante para agregar a nuestra tesis, se trata sobre el ISP, que como usted sabe, sin esto no sería factible éste proyecto, ¿Conoce de los ISP que llegan hasta el cantón Salitre, con cuál se podría implementar la propuesta? ¿Cuál nos recomienda?”;  Ing. César Pava: “Actualmente los más fuertes son CNT, Claro y Telconet sin embargo recomiendo de preferencia que escojan Telconet para la propuesta, ya que ellos están habilitados para trabajar con el sector público, llegan con fibra óptica de última milla y ellos son nuestros actuales proveedores”;  Emilio Ordóñez: “Comprendemos, entonces para evitar futuros inconvenientes o retrasos en logísticas con nuevos contratos, lo mejor será plasmar en la propuesta un plan de servicio requerido para Telconet”.

Fin de Entrevista

“La reunión concluye acordando que se irá a realizar la investigación en campo correspondiente ya autorizada y obteniendo los datos solicitados como retroalimentación para complementar exitosamente la tesis”.

En forma de resumen de la entrevista, se enlista a continuación los datos solicitados al gestor de TI del GAD de Salitre:

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 Oficio tramitado para validar la investigación en campo realizada.  Documentación sobre Data Center a nivel de hardware y software.  Estadísticas demográficas actualizadas de los sectores: La Bocana y La Fortuna.  Información de ISP existentes y sus planes gubernamentales.

La aceptación de esta tecnología para los residentes con conocimientos previos de los beneficios de una conexión gratis a Internet a través de redes metropolitanas otorgadas por su Municipio, resulta muy favorable tanto en el aspecto de consideración al trabajo de los directivos de su ciudad como al nivel económico para impulsar sus ventas de productos o servicios a través de éste atractivo para el turismo.

Se puede destacar diferentes aspectos para medir el nivel de aceptación de los servicios y elementos que pueden constar en la infraestructura de red ya sean instalados o necesarios para una correcta implementación futura, dichos factores tienen se les ha notificado y serán considerados por el GAD de Salitre, como se puede verificar a continuación:

CUADRO 26. Criterios importantes para aceptación del diseño propuesto

CRITERIOS PARA ACEPTACIÓN DEL DISEÑO PROPUESTO

ÁREA TEMÁTICA RESOLUCIÓN

Existe un aire acondicionado de 12.000 BTU suficiente para Acondicionamiento mantener una temperatura regulada a los equipos.

Ya se consta de reguladores UPS Energía para equipos de comunicaciones.

Cuarto de Hay un rack para ordenar los Rack Comunicaciones equipos en el sitio.

No existe etiquetado en los equipos Etiquetado de comunicaciones.

El cuarto de comunicaciones se Seguridad encuentra bajo llave por el departamento de TI.

Se requiere de dos Switches Core suficiente para mantener el alto flujo Requerimientos Equipos de Distribución de paquetes hacia el Datacenter y Hardware para la infraestructura de red exterior.

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Según el diseño, se propone compra de dos Switches Core administrable lo suficientemente potente para Equipos de Núcleo manejar los servicios y requerimientos que exige todo el diseño propuesto.

Se requiere de un servidor Proxy Servidor Proxy para administrar el acceso debido a contenidos.

Se requiere un Servidor DHCP que Servidor DHCP abastezca las solicitudes excesivas de una red WMAN.

Hay segmentación parcial con Segmentación de broadcast VLSM. Se necesita una topología jerárquica Topología requerida Requerimientos de núcleo colapsado. Software Según el diseño, Ubiquiti ofrece Plataforma para varias herramientas para una Administración Administración Centralizada.

La plataforma administrativa de Portal Cautivo Ubiquiti ofrece diseño personalizado de Porta Cautivo para la red.

Se debe renovar el plan de Internet Renovación de Plan a mínimo 50Mbps con el ISP Gubernamental Telconet y contratación de ISP Claro como backup.

Se requiere de un cableado de red Puntos de Acceso externos para exteriores a cada nodo de la red inalámbrica externa.

Cableado de Red El cableado estructurado de la red interna debe estar etiquetado y de Estaciones de trabajo internas ser posible a través de ductos y/o canaletas.

Se debe tener mínimo dos tomas Extensiones de tomas eléctricas adaptadas para suplir de eléctricas energía cada ubicación fijada.

Sistema Eléctrico Para proteger a los equipos de sobretensión exterior, se recomienda Puesta a Tierra utilizar los dispositivos Ubiquiti ETH- SP-G2.

Fuente: Datos de Investigación Elaboración: Jesua Jerameel Lozano Suarez, Emilio José Ordoñez Conforme

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CAPÍTULO IV

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN DEL PRODUCTO O SERVICIO

A partir de los análisis en campo realizados como medición del espectro radioeléctrico o nivel de potencia y toma de coordenadas para ubicación de puntos de acceso ideales de la red, se ha obtenido una aceptación factible de estas ubicaciones seleccionadas por parte de las autoridades de Salitre quienes recibirán el diseño final de la infraestructura bajo los estándares ya explicados. La razón de elección de la marca Ubiquiti como eje principal de la mayoría de los equipos utilizados en el presente proyecto es debido a las capacidades de sus plataformas para realizar una administración centralizada y tecnología Mesh que aportaría a un excelente rendimiento de la red pública metropolitana a comparación de otras en el país. A su vez, se ha verificado en el anterior capítulo que la potencia de transmisión no supera los límites establecidos con motivo de asegurar en no afectar a la salud de las personas y de esta manera salvaguardar la integridad y bienestar de sus usuarios finales.

Conclusiones

Después de explicar los procesos que conllevó al análisis y diseño de la red WMAN para el GAD de Salitre, se obtiene conclusiones importantes como las siguientes:

 Una red inalámbrica pública con libre acceso a Internet tendría un impacto y papel fundamental para propulsar la educación y el turismo en los sitios donde funcionaría mencionada infraestructura propuesta.  Se considera que los puntos ubicados para los puntos de acceso tanto para los entornos inalámbricos como para los equipos CPE que constituyen los radioenlaces, tendrían un flujo de señal óptima para cumplir los requerimientos del diseño propuesto. Hay que destacar que el diseño es escalable por lo que se podría implementar la misma red globalizada en más lugares turísticos del cantón.  A través del análisis de la infraestructura interna actual del GAD de Salitre, se concluye no descartar los recursos ya existentes por principal motivo de minimizar en cuanto sea posible los gastos para esta inversión, los cuales son detallados en el presupuesto dirigido a la entidad.  La creación de un portal cautivo que informe de las actividades municipales

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realizadas por el GAD al momento de que el usuario final acceda a la red, sería muy beneficioso para que la ciudadanía se entere de los eventos y/o obras públicas realizadas por sus directivos.  La administración de red a través del uso de herramientas que ofrece Ubiquiti, minimizaría el tiempo de respuesta por parte del equipo de TI del GAD de Salitre ante inconvenientes que pueden surgir en la infraestructura de red.

Recomendaciones

Una vez concluido el presente proyecto y según los resultados o hallazgos del reporte de análisis en campo visto en el capítulo anterior, se resaltan las siguientes recomendaciones a tomar en cuenta:

 Se define la reutilización de recursos informáticos actuales dentro del Data Center para minimizar gastos en una futura inversión.  El proceso de verificación de nuevas tecnologías de vanguardia para el diseño propuesto es muy importante para la optimización y mejorar rendimiento de la red cuando sea implementada.  La instalación del sistema eléctrico adecuado en la ubicación de cada punto para la conexión de los equipos CPE y AP primarios / secundarios será muy relevante para una próxima investigación en campo.  La utilización de software bajo licencia para realizar el respectivo análisis y simulación de la infraestructura de red inalámbrica es una aportación vital por parte del GAD de Salitre si requiere obtener reportes bajo otros factores técnicos que pueden ser considerados también para mejorar el diseño.

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BIBLIOGRAFÍA

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ANEXOS

ANEXO 1

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE LA RED METROPOLITANA INALÁMBRICA CON TECNOLOGÍA WIMAX EN SALITRE

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ANEXO 2

FICHA TÉCNICA DE UBIQUITI AM-5G19-120

ANEXO 3

FICHA TÉCNICA DE UBIQUITI LBE-5AC-23

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ANEXO 4

FICHA TÉCNICA DE UBIQUITI UAP-AC-M-PRO

ANEXO 5

FICHA TÉCNICA DE UBIQUITI UAP-AC-M

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ANEXO 6

OFICIO DE AUTORIZACIÓN POR PARTE DEL GAD PARA EJECUCIÓN DE TESIS

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ANEXO 7

LUGARES TURÍSTICOS DE CADA ENTORNO INALÁMBRICO

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